کودهای شیمیایی

میتراز (میتاک )گروه شیمیایی :دی أمیدینویژگیهای فیزیکی و شیمیایی : این سم خاصیت خورندگی ندارد و نسبت به گرما مقاوم است . به نظر میرسد که اشعه ماورا بنفش , تاثیر اندکی بر پایداری ان داشته باشد در صورتی که امیتراز به مدت طولانی درشرایط مرطوب نگهداری شود به أرامی تجزیه خواهد شد .ماندگاری در محیط زیست :امیتراز در خاک داری تهویه مناسب به سرعت تجزیه می شود . نیمه عمر ان یعنی مدت زمانی که طول می کشد تا ماده تجزیه شود و غلظت ان به نصف غلظت اولیه برسد کمتر از یک روز است. تجزیه در خاکهای اسیدی سریعتراز خاکهای قلیایی و یا خنثی صورت می گیرد .سمیت: LD۵۰= ۶۰۰-۸۰۰ mg/kg امیتراز برای زنبور عسل تقریبا بی ضرر است .موراد مصرف : امیتراز یک حشره کش و کنه کش است که برای کنترل کنه قرمز تار عنکبوتی , مینوز برگ و سپرداران به کارمیرود . این سم در پنبه علیه کرم غوزه پنبه , مگس سفید و کرمهای برگ خوار و در حیوانات برای کنترل ساس ,کنه ,شپش و دیگر افات حیوانی به کار برده می شود.پادزهر: امیتراز پادزهر اختصاصی ندارد .دلتا مترین ( دسیس )گروه شیمیایی : پایر تروئیدویژگیهای فیزیکی و شیمیایی : اگر دلتا مترین در دمای ۴۰درجه سانتیگراد نگهداری شود تا شش مته تجزیه نخواهد شد . در برابر هوا و نور خورشید مقاوم است . در فلزات خاصیت خورندگی ندارد . در محیط های اسیدی بسیار مقاومتر از محیط های قلیایی است.ماندگاری در محیط زیست :در خاک یک تادو هفته تجزیه می شود . بقایای دلتامترین حدودا ۱۰ روزپس از استفاده از روی گیاه مشاهده نمی شود . این سم خاصیت گیاه سوزی روی محصولات ندارد.سمیت:LD۵۰=۱۳۵-۵۰۰۰mg/kg دلتا مترین برای زنبورهای عسل سمی میباشد.

آسپیرین

در مورد آسپيرين، بازگو كردن داستان آن، به‌عنوان نمونه‌اي از تكامل مناسبات بين طب گياهي سنتي و داروشناسي جديد، بي‌فايده نيست.منشا اين دارو را بايد در پوست درخت بيد جستجو كرد، كه درختي از خانواده salix است و معمولاً در مناطق پر‌‌آب مي‌رويد. و تنها هنگامي واقعا شاداب است كه پايه آن در آب باشد. بنابر نظريه عوام، اين به‌معناي آن‌ است كه بيد سرما نمي‌خورد، و به‌همين دليل بايد به كار درمان سرماخوردگي‌هاي همراه با تب، دردهاي مفصلي، و ناراحتي‌هاي مشابه بخورد. و از آنجا كه اين، پوست درخت بيد است كه آن‌را در بر گرفته و گرم نگه مي‌دارد پس خاصيت مورد نظر را بايد در پوست بيد جستجو كرد. در قرن هجدهم، متوجه شدند كه پوست بيد، از لحاظ تلخي شبيه به پوست درختي در پرو به نام «سينكونا» است كه از آن گنه‌گنه مي‌‌‌گرفتند و اين دارو عالي‌ترين وسيله درمان بيماري تب‌آور مالاريا به حساب مي‌آمد. به‌اين‌ ترتيب، جوشانده پوست بيد را براي درمان تب مورد استفاده قرار دادند. در سال 1829 ، «لرو» از فرانسه، موفق شد از پوست بيد ماده‌اي به دست آورد كه خود، آن را «ساليسين» (مشتق از اسم لاتيني اين درخت) ناميد. ديري نگذشت كه داروسازي سوئيسي به نام«پاگن ستشر» از راه تقطير گل اسپيره كوهي (كه گياهي است از خانواده spiraea و آن هم دوست دارد كه پايه‌اش درون آب باشد)‌ ماده‌يي به دست آورد با نام شيميايي «ساليسيلات متيل» كه بسيار شبيه به ساليسين بود. دنباله اين ماجرا به آلمان مي‌‌كشد كه درآنجا، چند سال بعد، ماده مشابه ديگري به نام «اسيد ساليسيليك» براي نخستين بار به‌طور مصنوعي تهيه شد. از اين ماده نيز مشتق ديگري به نام«اسيد استيل ساليسيليك» به دست آمد كه (ضمن اين‌كه كلمه salix كه همان بيد باشد در اسم آن انعكاس يافته) چيزي نيست جز اسم رسمي آسپيرين كه داروي رايج ضد درد است و هجاي «spir»‌ در آن، يادآور منشا گياهي ديگر آن، يعني اسپيره كوهي است.جريانات مشابه اين، منجر به پيدايش تعداد زيادي از داروهاي جديد شده است كه منشا آنها را بايد در گياهاني كه از ديرباز بر بشر شناخته شده بوده‌اند جستجو كرد. به‌عنوان مثال، «افدرين» كه در معالجه آسم به كار مي‌رود از علف «افدرا» به دست مي‌آيد، كه دست كم از 5 هزار سال پيش در طب چين مورد استفاده است. نام گياهان ضد درد پرقدرتي چون سيكران، مهرگياه، ترياك و انقوزه، در قديمي‌ترين رساله‌هاي داروسازي بابل و سومر آمده است.در واقع، قابليت برطرف كردن درد، شايد نخستين پيروزي بزرگ طب بود كه خيلي پيشتر از قابليت طب به درمان بيماري‌ها پديد آمد. در مصر باستان داروهاي مسكن وجود داشت، و در «تب» در حدود سال 1600 (ق.م) رساله طبي نگاشته شد كه حاوي فهرستي بود از هفتصد گياه، از آن جمله گياهان ملين مثل سنا و كرچك، و گياهاني از قبيل گياهان خانواده seilla كه در ناراحتي‌هاي قلبي مورد استفاده‌اند. اين، طب يونان بود كه تحت تاثير طبيباني چون بقرات و ديوسكوريد، ارزش‌درمان كنندگي گياهان طبي را ـ‌جدا از اهميتي كه اين گياهان از لحاظ شعائر و سحر و جادو، براي انسانهاي گذشته داشتند‌‌ـ‌ تثبيت كرد. اما پس از سقوط امپراطوري روم، سحر و جادو مجدداً مسلط شد، و شناخت و مطالعه گياهان طبي مامن خود را در ديرها و صومعه‌ها حست و دانش پزشكي به دست محققان عرب شكوفا شد. ما اكنون مي‌دانيم كه برخي عارضه‌هايي كه در آثار محققان قرون وسطي ذكر شده ـ‌‌مانند نوعي التهاب پوستي كه به «آتش سن‌آنتوان» موسوم است‌ـ ناشي از قارچ‌ِ ريزي است كه به جان غلات مي‌افتد و وقتي عده زيادي از مردم،‌ نان حاصل از اين غله آلوده را مي‌خورند به مسموميت دسته‌جمعي و نيز وهم‌زدگي ـ‌كه در قرون وسطي آن را ناشي از عمل شيطان مي‌دانستند‌ـ دچار مي‌شوند. اما تا قرن هجدهم ـ‌ارجوت كه همان قارچ مورد بحث باشد‌ـ شناخته نشد. جالب است بدانيم كه امروزه ارجوت را در تهيه تعداد زيادي از داروهاي مخصوص معالجه فشار خون و اختلالات خوني ديگر، مورد استفاده قرار مي‌دهند.كشف امريكا توسط سياحان اروپايي و پيدا شدن راه دريايي به هندوستان، انواع جديدي از گياهان را بر آن‌چه كه از دوران باستان شناخته شده بود افزود و باعث غناي هر چه بيشتر فهرست عظيم گياهاني شد كه در طب جديد مورد استفاده‌اند. قرن نوزدهم، نشانگر فصل جديدي در شيوه استفاده از گياهان طبي و به منزله دوره گذرا از شيوه استفاده از گياهان يا معجون‌هاي حاصل از آنها براي مصارف درماني، به شيوه استفاده از مولكولهاي فعال موجود در آنهاست. اين در واقع دوره‌اي است كه طي آن،‌ جهان‌بيني زاياي جوامع نوپاي صنعتي، آغاز به واژگون كردن تصور سنتي از طبيعت مي‌كند. اكنون ديگر طبيعت در نظر آنها چيزي نيست، مگر منبع عظيمي از مواد خام سهل‌الوصول. منابع طبيعي براي بهره‌برداري ساخته شده‌اند و انسان جديد در واقع گاهي بيش از اندازه از آنها بهره‌برداري مي‌كند. دنياي گياهان كه زماني مركب از «شخصيت‌ها»ي فردي گياهان بود، اكنون تنها به منزله معدني تلقي مي‌شود كه تنها وظيفه آن قراردادن مواد خود در اختيار انسان است. با اين همه بايد گفت كه در بسياري از موارد، اين تلقي جديد نسبت به گياهان مزايايي دارد. مثلاً وقتي‌كه مي‌توان از چغندر، ابتدا قند تهيه كرد و سپس به مصرف رساند، هيچ‌كس حتي فكر آن را هم نمي‌كند كه براي شيرين كردن چاي خود، تكه‌اي چغندر در آن بيندازد!با پيش‌رفتن اين جريان، زماني مي‌رسد كه شيمي‌دانان يك ماده فعال معين را مصنوعاً تهيه مي‌كنند، و در آن هنگام ديگر به گياهي كه اين ماده را در اصل از آن تهيه مي‌كردند نيازي نيست. در مرحله بعدي، يعني زماني كه از يك محصول مصنوعي، يك رشته مشتقات گرفته شد و پس از آزمايش به روي حيوانات،‌ به فهرست دايم‌التزايد داروهاي شيميايي افزوده مي‌شود، آن‌گاه ديگر هيچ‌كس به خاطر نمي‌آورد كه روزي روزگاري گياهي بود، كه همين اثرات درماني را ايجاد مي‌كرد. چه كسي امروز به خاطر مي‌آورد كه «آمفتامين»ها كه به عنوان محرك در درمان افسردگي مورد استفاده‌اند، صرفاً اعقاب مصنوعي ماده‌اي طبيعي هستند كه از گياه «افدرا» به دست مي‌آمد؟به اين ترتيب قفسه داروخانه‌هاي امروز، پر است از محصولات مصنوعي كه سر‌منشا بسياري از آنها را بايد در موارد موجود در گياهان طبي جست. انسان به صورتي دم‌افزون مولكولهايي مصنوعي ايجاد مي‌كند كه در دنياي طبيعت نظيري ندارد. و سپس از اين مولكولها موادي را براي مصارف درماني تهيه مي‌كند. اين تركيبات مصنوعي كه هر روز به مقدار بيشتر و بيشتري و براي مصارف گوناگون تهيه مي‌شوند، باعث ايجاد پديده‌اي مي‌گردند كه مي‌توان آن را «آلودگي دارويي» ناميد. با عوارض جدي ناشي از مصرف روزانه مقدار فراواني دارو توسط مردمي كه في‌الواقع بيمار نيستند: داروهاي محرك، داروهاي مسكن، انواع داروهاي اعصاب، قرص‌هاي ضد حاملگي و غيره. تمام اين داروهاي آرام‌بخش كه به مقدار فراوان مورد مصرف تعداد زيادي از افرادِ اساساً تندرست قرار مي‌گيرند، كه به اعتقاد خود،‌ با مصرف اين داروها وضع و حالشان بهتر مي‌شود. واين جز خيالي باطل نيست، چراكه هيچ تضميني نيست كه اثر اين داروها، در درازمدت به نفع شخص باشد.اين است كه عده زيادي از خود مي‌پرسند كه اگر توسعه افسارگسيخته صنعتيِ مبتني بر توليد و مصرف مقادير دم‌افزوني از كالاها ادامه پيدا كند، چه پيش‌خواهد آمد؟اكنون بسياري خواهان آنند كه پژوهش‌هايي در زمينه ابداع شيوه‌هاي درماني ملايم‌تر و نرم‌تر كه براي بدن انسان عوارض كمتري داشته باشد انجام گيرد و همراه با آن، توليد و مصرف گياهان طبي در سطح جهان افزايش چشمگير يابد. اما پيش از بريدن از افراط‌كاري‌هاي تمدن شيمي‌زده‌مان و ابداع يا احياي روش‌هاي درماني‌ايي كه مناسبات انسان و محيط زيستش را بر پايه بهتري قرار دهد، معقول آن است كه يك بار براي هميشه، رابطه بين پزشكي علمي و طب سنتي اطبا و حكيمان را روشن سازيم. ‌چراكه اين شبيه رابطه زن و شوهري است كه از زندگي با يكديگر خسته شده‌اند، اما در عين حال توانايي تنها زيستن را ندارند! آنچه به سرعت لازم است انجام گيرد، آشتي بين اين دو است. و اين چيزي است كه در پژوهشي كه از سوي «سازمان جهاني بهداشت» به عمل مي‌‌آمد، مد نظر قرارگرفت. اين سازمان از كشورهاي عضو خواست كه فهرست كاملاً تازه‌اي از منابع درماني خود، كه گياهان طبي در آن، هنوز جاي مهمي دارند، تهيه كنند.بدون ترديد چنين تحقيقاتي منجر به كشف داروهاي جديد، و ايجاد و تكامل نظريات جديد نسبت به درمان بيماري خواهد شد. نيازي به توضيح نيست كه خردمندي و حس عميق تجربه‌گرايي پيشينيان، غالباً منجر به آن مي‌شد كه علي‌رغم سكونت در قاره‌هاي مختلف،‌ براي معالجه فلان عارضه، از داروي طبيعي يكساني استفاده كنند. چنان‌‌كه ساكنان منطقه حاره، براي چاره كردن بيماري جذام، از مواد حاصل از خانواده نباتيِ يكساني به نام «فلاكورتاسئا» استفاده مي‌كرده‌اند. به عبارت ديگر معالجه‌گراني كه هزاران كيلومتر دور از يكديگر مي‌زيستند، بدون آن‌كه از وجود ديگري خبر داشته باشند، از گياهان مشابهي كه گياه‌شناسان امروزي در يك طبقه جاي مي‌دهند، داروهاي يكساني تهيه مي‌كردند. به عنوان مثال هم «اينكا»ها و هم چيني‌ها، متوجه شده بودند كه زنبق آبي براي تسكين درد و نقصان قوه باء خاصيت دارد.برخورد به چنين تشابهاتي توجه انسان را به سودمندي داروهايي كه در زمانهاي مختلف توسط جوامع مختلف كشف شده‌اند جلب مي‌كند. امروزه تعدادي از كشورها متابع قابل توجهي را صرف ارزيابي مجدد و بررسي علمي سنتهاي درماني خود مي‌كنند. انجام اقداماتي از اين قبيل در سراسر جهان، نه تنها باعث غناي ميراث فرهنگي هر يك از ملتها و جوامع و تمدنها خواهد شد، بلكه همچنين، منابع بيشتري را در اختيار طب جديد خواهد گذاشت. با اين همه چنين پيشرفتي مستلزم برخوردي كاملاً نو به گياهان طبي است. پس از ده‌ها سال پژوهش‌هاي تحليلي به منظور استخراج مواد خاص فعال موجود در گياهان، اكنون بايد تاكيد را در بهره‌برداري از كل گياه قرار داد. از اين لحاظ برخي از اطلاعات كاملاً جديد بوم‌شناختي (اكولوژيك) ممكن است به كار آيد. براي يك بوم شناس (اكولوژيست) يك معلول معين، به هيچ‌وجه محصول يك علت واحد نيست، بلكه حاصل برخورد يك رشته پديده‌هاي هم‌زمان است. بنابراين در يك نظام پيچيده، كل آن نظام از حاصل جمع اجزاي آن فراتر است و درك اولي تنها با شناخت دومي به دست نمي‌آيد. كار كردن ماشين طبيعت حاصل جمع عمل اجزاي آن كه به طور هم‌زمان و در كنار يكديگر باشند نيست، بلكه برآيند كنشهاي متقابل فراوان بين آنها است. درست به همان‌گونه كه ماده و حيات، با فراگذشتن از درجه معيني از پيچيدگي، خواص نويني كسب مي‌كنند. حال اگر گياهان طبي را در نظر گيريم، نظريه فوق به طريق استقرايي، نظريه‌هاي سنتي را كه مطابق آنها يك گياه در تماميت خود واجد خواصي است كه از خواص اجزاي متشكله آن متفاوت است، تاييد مي‌كند. نمونه‌هايي كه بيش از همه در تاييد اين نظر ذكر مي‌شود، خواص كلي ارجوت، ترياك يا ديژيتال است كه با خواص تك تك مواد موجود در آنها آشكارا متفاوت است. اما اين نمونه‌ها آن‌چنان منجز هم نيستند، چه با اندكي توجه به منطق دكارتي، روشن مي‌شود كه خواص يك مخلوط عبارت است از جمع جبري خواص مواد تشكيل دهنده آن. حال آنكه آزمايش با انگنار، در اين مورد نتايج بهتري به دست مي‌دهد. بنا بر نظريه علايم، با مصرف اين گياه تلخ‌مزه، عمل كبد بايد بهتر انجام گيرد، و در واقع چنين نيز هست. در ابتدا خاصيت مورد بحث به يك ماده واحد موجود در اين گياه نسبت داده مي‌شد، و سپس كشف شد كه مواد ديگري نيز در اين قضيه سهم دارند. با اين حال وقتي كه اين مواد به طور جداگانه بر روي موش آزمايش شد، معلوم شد كه اكثر آنها به صورت تنها كاملا بي‌اثر هستند. از سوي ديگر، آزمايش مخلوط اين مواد، به مقدار مساوي نشان داد كه هر چه تعداد مواد در مخلوط بيشتر باشد، اثر آنها قاطع‌تر است. به عبارت ديگر اين امر به خوبي نشان مي‌دهد كه چگونه با امتزاج موادي كه به صورت تنها بي‌اثرند، خواص فعال جديدي بروز مي‌كند. بدون شك چنين پديده‌اي در مورد ساير گياهان، مثل خفچه و سنبل‌الطيب نيز صادق است. هرچند كه ماهيت دقيق اجزاي متشكلة آنها هنوز به درستي تعيين نشده است. درست به همان‌گونه كه نفع عمومي چيزي متفاوت از حاصل‌جمع منافع فردي افراد جامعه است، خواص يك داروي معين نيز از حاصل جمع خواص تمام مواد تشكيل‌دهنده آن متفاوت است. اين به آن معنا است كه لازم است برخورد كاملاًجديدي نسيت به مطالعه گياهان طبي پديد آيد و نيز داروشناسي خاص، آن‌چنان پيش برود كه تمام ماهيت و خواص آنها به نحو مقنع‌تري دانسته شود.چنين است كه به عنوان مثال، مطالعات پروفسور ماسكليه از دانشگاه بوردو، درباره كف يك جنگل كاج، منجر به كشف داروي مهمي شد كه در معالجه اختلالات دستگاه گردش خون به كار مي‌رود. ماسكليه با دريافتن اين نكته كه در كف چنين جنگل‌هايي سبزه نمي‌رويد به اين فكر افتاد كه شايد، علت آن باشد كه سوزن‌برگ‌هاي مرده كاج، محتوي ماده‌اي است كه از جوانه‌زدن دانه‌هاي سبزه جلوگيري مي‌كند. آزمايشهايي كه به روي جوشانده سوزن‌برگ‌هاي مرده انجام شد، نشان داد كه چنين چيزي واقعاً وجود دارد و اثر آن بسيار قوي است. پروفسور ماسكليه توانست آن ماده را استخراج كرده و مورد آزمايش قرار دهد، كه در نتيجه آن معلوم شد كه اين ماده داراي اثر بسيار نيرومندي است كه فعل و انفعالات هورموني حاكم بر طويل شدن و تقسيم سلول‌هاي سبزه را مختل مي‌كند. همچنين معلوم شد كه همين ماده از رشد جنبه‌هاي مضر در سلول‌هاي انسان جلوگيري مي‌كند. به هر حال هنگامي كه براي توليد آن از طريق مصنوعي كوشش به عمل آمد، معلوم شد كه تنها پلي‌مرها واجد چنين خاصيتي هستند، (پلي‌مرها موادي مركب از مولكول‌هاي بسيار بزرگند كه از تركيب واحدهاي شيميايي ساده‌تر به نام مونومر حاصل مي‌شوند). و اما هنگامي كه اين مواد را به ديمرها تجزيه كردند‌ (ديمر حاصل تركيب دو مولكول است) معلوم شد كه تحت تاثير آنها، مقاومت مويرگ‌هاي خوني افزايش مي‌يابد و نتيجتاً سيستم قلب و عروق تقويت مي‌شود. به اين ترتيب مطالعه علت عدم رشد سبزه در جنگل كاج، همراه با جستجوي تركيبات درماني جديد، ‌منجر به كشف درمان جديدي براي بيماري‌هاي دستگاه گردش خون با استفاده از ماده موجود در سوزن‌برگ‌هاي كاج شد. اين قضيه نشان مي‌دهد كه چگونه پژوهش‌هاي علمي،‌ براي رسيدن به نتايج مثبت، گاهي بايد از راه‌هاي كاملاً بديع و پرپيچ و خم بگذرد. جرياناتي ساده‌تر از اين هم هست و آن، آزمايش‌هايي است كه به منظور يافتن خواص گياهان به طور منظم به روي آنها انجام مي‌گيرد. همه ساله‌ چنين آزمايش‌هايي در آزمايشگاه‌هاي موسسات صنعتي و دانشگاهي در مورد هزاران نوع گياه، توسط محققان داروهاي گياهي در چهار‌گوشه جهان صورت مي‌گيرد.امور طبيعت علي‌ رغم ظواهر آن از نظم برخوردار است و فراگردهاي شيميايي گياهان نيز به هيچ‌وجه بي‌حساب نيست. در ميان گياهان يك «روح خانوادگي» موجود است و هر خانواده‌اي نوع خاصي از فعل و انفعالات شيميايي را به بار مي‌آورد، درست به همان‌گونه كه نوع خاصي از گل را به‌وجود مي‌آورد.به هر حال، صرف‌نظر از هر مسيري كه در پژوهش‌ها اتخاذ شود، در سراسر دنيا نسبت به مطالعه گياهان دارويي اقبال جديدي ديده مي‌شود و نشانه‌هاي اميدواركننده‌‌اي دال بر توجه كشورهاي در حال توسعه به داروهاي سنتي خود به چشم مي‌خورد. اين كشورها به تشويق سازمان جهاني بهداشت مبني بر اين‌كه احتياجات درماني مردم خود را از منابع خود تامين كنند و با استفاده از مكاتب طب سنتي، تمدن خود از اتكا به واردات سنگين داروهاي خارجي ـ‌‌كه برتري آنها نيز همواره قطعي نيست‌ـ بكاهند به اين سو روي آورده‌اند. امروزه نيز همچون گذشته،‌ دنياي گياهان طبي دنياي وسيعي است كه افق‌هاي دوردستي را در برابر پژوهش‌ها و پيشرفت‌هاي پزشكي گسترده است.
آسپرين داروی معجزه آسا:
چند رشته مطالعات تازه نشان می دهد که آسپيرين می تواند در برابر سرطان دهان، حلق و مری و همچنين روده از بدن محافظت کند.از يک سو محققان ايتاليايی می گويند که مصرف مرتب آسپيرين برای مدت پنج سال خطر ابتلا به سرطان دهان، حلق و مری را به ميزان دو سوم کاهش می دهد و دو گروه ديگر در آمريکا از تاثير مثبت آسپيرين در پيشگيری از سرطان روده خبر می دهند.اين يافته ها بر شواهد قبلی که نشان می دهد آسپيرين يک داروی معجزه آساست می افزايد.مطالعات قبلی نشان داده است که اين قرص، که بيش از يک قرن پيش ساخته شد، می تواند به پيشگيری از سرطان ريه کمک کند.اکثر مردم اين دارو را برای تسکين درد به کار می برند، اما استفاده از آن برای حفاظت در برابر بيماری های قلبی و حتی آرتروز نيز رايج است. 

تاريخچه:
وقتى نخستين بار در سال 1763 از پودر پوست درخت بيد براى تسكين بيمارى كه از تب رنج مى برد استفاده كردند كسى فكرش را نمى كرد كه سال ها بعد دارويى را از آن كشف كنند كه جان ميليون ها نفر را از خطر مرگ نجات دهد. در آن سال يك كشيش انگليسي به نام ادوارد استون مقاله‌اي در جلسه سلطنتي انگلستان ارائه دادكه در آن استفاده از برگ درخت بيد را حتي در درمان مالاريا نيز موثر معرفي كرده بود. 100 سال پس از مقاله استون، يك پزشك اسكاتلندي دريافت كه با استفاده از ماده‌اي كه از برگ درخت بيد بدست مي‌آيد، عوارض ناشي از رماتيسم به طرز معجزه آسايي كاهش مي‌يابد.
آسپيرين را چه كسي كشف كرد؟
فردريک باير (Fredrich Bayer) در سال 1825 بدنيا آمد. پدر او يک نساج و رنگرز پارچه بود و طبق عادت آن زمان وی در ابتدا شغل و حرفه پدر را برای کار انتخاب کرد و پس از مدتی فعاليت با پدر، در سال 1848 تشکيلاتی مشابه برای خود راه اندازی کرد و در آن حرفه بسيار هم موفق شد.
تا قبل از 1856 برای رنگرزی از مواد رنگی طبيعی استفاده می شد اما با کشف و صنعتی شدن ساخت رنگهای حاصل از مواد نفتی، باير که پتانسيل موجود در اين کشف را بخوبی احساس کرده بود با کمک شخصی بنام فردريک وسکوت (Friedrich Weskott) کمپانی Bayer را راه اندازی کرد.
باير در ماه می سال 1880 در گذشت و تا آن زمان کمپانی هنوز در فعاليت رنگرزی مشغول بود، اما شرکت تصميم گرفت با استخدام تعدادی شيميدان نوآوری هايی در اين صنعت بوجود آورد و اين اتفاق هم افتاد اما نه در صنعت رنگرزی.
هنگامی که فليکس هوفمن (Felix Hoffmann) در حال انجام آزمايش با يکسری از ضايعات رنگی بود تا شايد بتواند دارويی برای درمان درد ناشی از بيماری پدرش بدست آورد توانست به پودری دسترسی پيدا کند که امروزه شما آنرا به نام آسپرين می شناسيد.
هوفمن آسپرین را کشف نکرد:
آسپرين چهل سال قبل توسط يک شيميدان فرانسوی کشف شده بود، اين شيميدان بخوبی می دانست که پودر اسيد استيل ساليسيليک (acetylsalicylic acid) دارای خاصيت شفا بخشی بسيار می باشد. در واقع بيش از 3500 سال بود که بشر اين پودر را می شناخت چرا که در سال 1800 يک باستان شناس آلمانی که در مصر تحقيق می کرد، با ترجمه يکی از پاپيروس های مصری متوجه شد که بيش از 877 نوع مواد دارويی برای مصارف مختلف در مصر باستان شناخته شده بود که يکی از آنها همين پودر اسيد بود که برای برطرف کردن درد از آن استفاده می شد.
در برخی از شواهد و نوشته های ديگری که در يونان بدست آمده است نيز مشخص شده که بشر حدود 400 سال پيش از ميلاد از شيره پوست درخت بيد برای درمان تب و درد استفاده می کرده است. همچنين آنها هنگام زايمان زنان از اين ماده برای کاهش درد استفاده می کردند. امروزه مشخص شده که ماده موجود در اين شيره چيزی جز اسيد ساليسيليک نيست.
ثبت رسمی کشف آسپرین:
ماه مارچ 1899 کمپانی باير رسما" محصول خود بنام آسپرين را به ثبت رساند و به دنبال آن در ساير کشورهای جهان نيز تحقيقاتی گسترده راجع به اين دارو انجام گرفت بگونه ای که هنگام بازنشستگی هوفمن در سال 1928، آسپرين در تمام دنيا شناخته شده بود.
سپس شيمي‌دانان آلي بر آن شدند كه اين ماده را شناسايي و جداسازي كنند. و پس از تلاش فراوان يك كربوكسيليك اسيد همراه با يك عامل فنلي را شناسايي كردند و به مناسبت منبع آن كه درخت بيد يا سايدكس بوده آن را ساليسيليك اسيد ناميدند كه فرمول آن مطابق زير است:

سنتز استيل ساليسيليک اسيد (آسپرين) :

بوسيله استيله کردن عامل OH در ساليسيليک اسيد براحتی ميتوان آسپرين تهيه کرد. اين کار به روشهای متفاوتی امکان پذير است. يکی از اين روشها استفاده از استيک انيدريد در محيط اسيدی مي باشد که با توجه
به نقش کاتاليستی اسيد معمولا در حضور استيک اسيد يا سولفوريک اسيد انجام مي شود.
روش مورد بحث ديگر استفاده از استيل کلريد در حضور پيريدين می باشد.
بخش عملی :
الف) سنتز آسپرين با استفاده از استيک انيدريد:

در يک ارلن 250 ميلی ليتری 2.5 گرم ساليسيليک اسيد را با 3.5ميلی ليتر استيک انيدريد مخلوط کنيد و 3-2قطره سولفوريک اسيد غليظ به آن اضافه کنيد. مخلوط واکنش را ضمن هم زدن در يک حمام آب به مدت 15 دقيقه در دمای 60 درجه سانتيگراد حرارت دهيد. آن را سرد کرده و در يک بشر حاوی 38 ميلی ليتر آب سرد همراه با هم زدن بريزيد. رسوب را با کمک قيف بوخنر صاف کرده و با آب سرد بشوييد. پس از خشک کردن راندمان و نقطه ذوب را تعيين کنيد.
برای خالص سازی کامل می توان بر روی محصول در حلال بنزن تبلور مجدد انجام داد. برای اين کار آب حلال مناسبی نمی باشد.هم چنين مي توانيم به منظور خالص سازي آسپيرين 7.5ميلي ليتر اتانول را با 17 ميلي ليتر آب مخلوط ودر حمام آب گرم حرارت دهيم تا دماي آن به 65 درجه برسد.سپس آسپيرين ناخالصي را كه تهيه كرده ايم به اين مخلوط اضافه مي كنيم و آن را حل مي كنيم.محلول را سرد كرده تا بلورهاي جديد تشكيل شود و با قيف بوخنر آن را صاف مي كنيم. پس از تبلور مجدد راندمان و نقطه ذوب را محاسبه نموده و با مرحله قبل مقايسه کنيد.
نكته1: ريختن آب براي تبديل انيدريك استيك به استيك اسيد انجام مي شود و به اين ترتيب بلور حاصل مي شود.توجه به اين نكته لازم است كه اسيد ساليسيليك در اسيد استيك حل مي شود بنابراين تغييري قابل مشاهده اي تا قبل از ريختن آب انجام نمي شود.به اين ترتيب ريختن آب و توليد استيك اسيد كه آسپيرين در آن حل نمي شود موجب تشكيل بلور خواهد شدو آسپيرين ناخالص رويت مي شود.
نكته2: براي اطمينان از اينكه واكنش بين مواد موجود در ارلن انجام شده است مي توانيم از FeCL3 استفاده كنيم.در صورتيكه واكنش بين محتويات ارلن انجام شده باشد با اضافه كردن اين ماده رنگي مشاهده نمي شود ولي اگر واكنش انجام نشده باشد پس از افزودن اين ماده كمپلكس بنفش رنگي مشاهده خواهد شد. علت اصلي اين موضوع از بين رفتن گروه OHدر ماده اوليه است.

ب) سنتز آسپرين با استفاده از استيل کلريد:

در يک ارلن 250 ميلی ليتری 6 گرم ساليسيليک اسيد را در 5 ميلی ليتر پيريدين حل کنيد. ارلن را در حمام يخ بگذاريد و 5 ميلی ليتر استيل کلريد را از داخل يک قيف جدا کننده قطره قطره و همراه با بهم زدن شديد به محلول داخل ارلن اضافه کنيد. پس از اتمام افزايش، مخلوط واکنش را در يک حمام آب به مدت 5 دقيقه گرم کنيد و سپس سرد نمائيد. هنگام سرد کردن يک جسم نيمه جامدی تشکيل می گردد که حدود 60 ميلی ليتر آب سرد و چند تکه يخ به آن اضافه کنيدو مخلوط را به هم بزنيد. کريستالهارا با قيف بوخنرصاف کرده و با آب سرد بشوييدو سپس خشك كنيد و نقطه ذوب و راندمان را محاسبه كرده و به روش قبلي خالص كنيد.

فيلتر هوشمند براي تصفيه نفت خام

از عمليات تصفيه را بر روي نفت خام انجام داد. سولفور توليد شده ناشي از سوختن فرآورده‌ هاي نفتي، هوا را آلوده مي كند. سولفور درون گازوئيل باعث سمي كردن كاتاليست در تبديلات كاتاليزوري مي گردد. فرآيند را متوقف مي سازد. سولفور را مي‌ توان توسط حرارت دادن نفت خام تا در فشاري برابر فشار اتمسفر از نفت خام جدا كرد ولي استفاده ي امروزه از اين فرآيند به طور گسترده بسيار پر هزينه خواهد بود.

نحوه ي ساخت:
براي ساخت اين نوع فيلتر تركيبي از 2 فلز تا درجه حرارت گرم مي شوند و سپس با فشار درون يك نازل وارد مي شوند و به صورت پودرهاي كريستالي ريزي از آن خارج مي گردند. اين ماده ي اينترمتاليك توسط لايه هاي ساكن همچون فيبركربن مي شوند. براي به دست آوردن يك سطح دروني بزرگ، لايه‌ هاي روكش دار شده توسط سيلندرهاي شيشه اي توخالي بسته بندي مي شوند، و هر چه اين سطح بزرگ تر باشد فيلتر كارآيي بيشتري خواهد داشت. كريستال ها از لحاظ شكل بسيار متنوع مي باشند و مي توان شكل اين كريستال ها را با استفاده از مواد شيميايي خاصي كنترل كرد.

نحوه ي عملكرد:
براي زدودن سولفور از نفت خام، اين فيلترها طوري عمل مي كنند كه پودرهاي اينترمتاليك يك ساختار كريستالي تشكيل مي دهند كه داراي حفره هاي كوچكي مطابق با اندازه و شكل مولكول هاي سولفور مي باشد ومي تواند آنها را جذب كند. اين فيلتر در يك بار عبور مي تواند به مقدار 60درصد سولفور را جذب نمايد. همچنين مي توان با تغيير ساختار كريستال، نوع ديگري از فيلترها را تهيه كرد كه براي تصفيه آب فاضلاب ها مورد استفاده قرار مي گيرند. كارايي بهتر اين فيلتر زماني است كه نفت خام با امولسيوني از آب مخلوط شده باشد. در طبيعت نفت به صورت هاي مختلفي از انواع امولسيون ها يافته مي شود. براي حفاري و دستيابي به نفت خام بايد آب و يا بخار آب را به ذخائر نفتي پمپ كرد و اين باعث تشكيل امولسيون مي گردد. به دليل قطبيت مولكول هاي نفت در امولسيون آب، مولكول هاي سولفور موجود در نفت خام تمايل دارند در بين مولكول هاي هيدروكربن قرار بگيرند. با اضافه كردن مواد فعال سطحي سديم و كلسيم، امولسيون تغيير قطبيت مي دهد و مولكول هاي سولفور به سطح حركت مي كنند در انجا به راحتي توسط فيلتر اينترمتاليك جذب مي شوند. اما اين روش باعث جذب شدن مواد فعال سطحي موجود نيز مي شود. براي جلوگيري از اين امر يك جريان الكتريكي در امولسيون آب و نفت برقرار مي شود تا مواد فعال سطحي ، درون محلول باقي بمانند. بنابراين محلول مي تواند قطبيت مطلوب خود را حفظ كرده و به فيلتر اجازه ميدهد تا به جذب سولفور ادامه دهد. با عوض كردن جريان به طور متناوب مي توان ناخالصي هاي انباشته شده را دفع نمود و به اين طريق از فيلتر به طور مداوم استفاده كرد. با محدود كردن بعضي پارامترها مي توان ناخالصي هاي ديگري همچون تركيبات اكسيژن دار، تركيبات نيتروژن دار و تركيبات ساختار فلزي را از نفت خام جدا كرد. در طبيعت نفت خام كه هيچ عملياتي روي آن انجام نشده است داراي مخلوط تركيبات هيدروكربن و هزاران تركيب ديگر است. بعداز جداسازي تركيبات مختلف از نفت خام سه قسمت اصلي باقي مي ماند: 1- سنگين ترين و ويسكوزترين تركيب، آسفالت 2- رزين 3- ودر نهايت سبك ترين تركيب گازوئيل (گاز نفت). از ديگر كاربردهاي اين فيلتر تبديل آسفالت به رزين و رزين به آسفالت مي باشد.

درد و دل یک دانشجوی شیمی

سلام دوستان عزيز من اميدوارم وبلاگم تا حالا تونسته باشه گامي هر چند كو چيك در جهت ارتقاي اطلاعات علمي شما عزيزان بر داشته باشه .....

اين بار مي خوام يه ذره در باره ي دانشگاهمون با شما صحبت كنم.

من دانشجوي شيمي دانشگاه شيراز هستم

طي چند سال اخير شيمي دانشگاه ما به عنوان قطب علمي شيمي زبان زد همه شده (1384 به بعد) .و به هر كي ميگي شيمي شيراز ميخونم  طوري با آدم حرف ميزنه كه گويا داره به آدم حسادت ميكنه!!!ولي آيا گفته ها با واقعيات موجود هم خواني داره؟
بايد خدمتتون عرض كنم كه من ساكن پايتخت هستم و به بهانه هاي گوناگون وارد دانشكده ي شيمي صنعتي شريف و بخش شيمي شهيد بهشتي شدم و جالب اين بود كه حتي بعضي دوستان در بخش شيمي شهيد بهشتي هم شيمي دانشگاه شيراز رو بسيار بالاتر از خودشون ميدونستن!!!!؟
خوب البته بايد حق رو به اين دوستان داد چرا كه بخش شيمي شيراز از سال 1337 شروع به فعاليت كرده و بزرگاني مثل پروفوسور مشفق و پروفسور علي معصومي در اين بخش بودن و در حال حاضر نيز اين بخش 14 فول پروفسور داره و بزرگاني همانند پروفسور فيروز آبادي . پروفسور شمسي پور(ايشون 342 مقاله ي ISI ارائه دادن كه ركورد دار در ايران هستن) و اساتيد ديگري مانند شرقي . ايرانپور . مهاجر . تمامي و ... در اين بخش فعاليت دارن!البته پروفوسور شمسي پور الان در دانشگاه رازي كرمانشاه هسنت!!!
شما مي تونيد تو google اسم اين اساتيد رو جستجو كنيد و مطمئننا به نتايج جالبي هم ميرسين !

خوب اين ها ميتونه ارزش اسمي بخش شيمي دانشگاه شبراز رو ايجاد كنه ولي وجود اين عزبزان (نه همشون) براي دانشجويان تقريبا بي فايده هستش!!!
مثلا شما ميدونيد كه دوره ليسانس در رشته ي شيمي پايه سازي براي مقطع فوق دانشجو رو انجام ميده!خوب اين مسئوليت رو كي انجام ميده؟!پروفوسور فيروز آّبادي؟شرقي؟.....نه نه يكي مثل موحدي...قطعي....حسيني....كه نميشه گفت صلاحيت اين كار رو ندارن ولي
در حد اسم و رسم دانشگاه شيراز انتظارات رو براورده نمي كنن!!!
يا همه ميدونن آز شيمي 1و2 عمومي بسيار مهم هستش (البته بار علمي خاصي نداره ولي دانشجويان با گذاروندن اين دو درس تك واحدي درست آزمايش كردن رو ياد مي گيرن)
ولي آقاي دكتر نبوي زاده بجاي اينكه خودش اين درس رو آموزش بده دو تا ديوونه كه به تيتراسيون ميگن (تيرتاسيون) رو ميفرسته و خودش پي كاسبيشه!!!!!
چرا آقاي فيروزآبادي بايد فقط بياد دانشگاه و بره و تنها 1 دانشجوي دكتري رو پپذيره(كه اونم با خداست).........دانشجوي فعلي ايشون آقاي قلي ن‍‍ژاد هستن و دارن عشق دنيا رو مي برن!!!
دكتر صفوي چرا هر سال تعداد دانشجو هاش كم ميشه؟!پارسال 11 امسال 7 سال بعد لابد 5!!!!
چرا امثال فيروزآبادي و صفوي به دانشجو هاي ليسانس درس نميدن و اصلا اونا رو آدم حساب نمي كنن؟(البته بعضي ها با ترفتد هايي رابطه ايجاد مي كنن!)
آقاي فيروزآبادي ما به اسم تو نياز نداريم!!!ما به علم تو نياز داريم!!!!مقاله بده بيرون . فلان پروژه ي x وy رو بگير دستت ولي اينا اسم بخش شيمي رو بالا ميبره! چه فايده اي به حال من دانشجوي سال x ليسانس داره؟!!!
چرا دكتر قطعي(شيمي فيزيك) تو بخش كوفت كاري هم نداشت ولي وقتي رئيس بخش ميشه دستگاه 500 ميليوني مي خره برا آزمايشگاش بعد يكي از دوستان در گرايش شيمي آلي مي ناله از بي پولي!!!!بي موادي؟!!
چرا رئيس بخش جديد ما (عباس پور) استاد پيچوندنه!!! بي خياله آقا...بمبم تو بخش منفجر شه اين آقا عين خيالش ني!!!!!! دكتر عباس پور حق بعضي ها رو بالا نكش!!!اسمعيل بيگ تو ديگه چرا؟
چرا ما كه قطبيم تو يه ساختمون مخروبه بايد با بچه هاي زيست و زمين شناسي با هم باشيم؟!!
حالا درساي پايه مثل  رياضي فيزيك رو كيا درس ميدن ديگر بماند!!!محمدي كسخول(آدم سياسي **اندازه ي گاو هم نمي دونه**).حبيبي(باور كنيد sin90 رو گفت صفر)با وجود اينكه همه اعتراض مي كردن بازم رو چرتي كه گفت تاكيد داشت!!!توحيدي(روز هاي قبل امتحان تو حيات دانشكده به داف ها براي مراقب امتحان لاس  مي زد!.....توحيدي*****تو كير منم نيستي...كست ننت*****مطمئن باش به فاك ميري يه روز!)

واقعا ببخشيد من اصلا بد دهن نيستم!!! ولي اينا واقعا  عصبيم ميكنن!!!  

حالا بريم سر وقت دانشجو هاش!!! تو دانشگاه شريف بچه ها حداكثر با رتبه ي 2000 تا 2500 وارد اين رشته ميشن! ولي تو بخش شيمي شبراز دانشجو با رتبه ي  14000 منطقه هم داريم!!!ما قطبيم ولي جو كلاس در شريف كجا شيراز كجا؟؟؟باور كنين پسرا كه ريدن به كلاس!دختر ها هم  چون از درو دهات اكثرا اومدن چشو گوششون بستس!!!(حطاب به يكي : اينقد گنده گوزي نكن!!!يوهو ديدي كذاشتم تو كونت ننه قهبه!!!)
خطاب به يكي ديگه: كس كش زن جنده!!!دفعه ي قبل هيچي بت نگفتم ولي دفعه ي آينده اگه تو كارم دخالت كني زنت رو به ارتش اعرام ميكنم!)

كلام آخر:

(ما قطب علمي نيستيم و همه ي اينها چرت و پرت هستش)

***در آخر به خاطر الفاظ ركيك به كار برده شده در اين پست از دوستان عزيز معذرت خواهي مي كنم***

نانو

پژوهشگران به تازگي در يافته اند كه شكل خاصي از مولكولهاي كربن مي توانند به خوبي وارد هسته سلولها شوند ومي توان در آِينده اي نزديك از آنها

درسيستم دار سازي وواكسيناسيون استفاده كردامروزه از اين مولكولهاي كربن كه (نانو تيوبهاي كربنCarbon nano tubes) ناميده مي شوند تنها جهت

حمل پپتيدهاي كوچك به هسته هاي سلولهاي فيبروپلاستي استفاده مي شود ولي پژوهشگران اميدوارند كه بتوانند از آنها در درمان سرطان ،ژن درماني

وواكسيناسيون نيز استفاده نمايند.

آلبرتوبيانكو از موسسه CNRSدر استراسبوك فرانسه مي كويد كه پژوهشگران در مراحل اوليه تحقيقات مي باشند واز آنجا كه به نظر مي آيد نانو تيوبها

مي توانند وارد هسته شوند، از اين خاصيت جهت حمل ژنها ي ساخته شده ورساندن داروها به بخش خاصي از سلول مي توان استفاده كرد.

تيم تحقيقاتي بيانكو ،نانو تيوبها را چند روز در دي متيل فرماميد حرارت دادند وبه دنبال آن اتصالات كوتاهتري (اتيلن گيكول TEG) ايجاد شد وسپس

پپتيدهاي كوچك به مولكولهاي TEGمتصل شدند وهنگامي كه اين نانو تيوبها با سلولهاي فيبروپلاست انساني كشف شده مخلوط شدند،به سرعت به سمت هسته

حركت كردند. اصولا طيف وسيعي از مولكولها مي توانند به نانو تيوبها متصل شوند وبه راحتي به سمت سلولها حركت كنند وبه طور كلي نانو تيوبها سميت

بالايي ندارند ودر دوزهاي پايين براي سلولها بي ضررند ولي در غلضتهاي بالا باعث از بين رفتن سلولها مي شوند وبايد اثرات آن در بدن مورد مطالعه قرار گيرد.

روت دوتكان پژوهشگر دانشگاه كاريف انگلستان مي گويد:دلايل بسياري وجود دارد كه نشان مي دهد كه ذرات بسيار ريز مي توانند در سيستم دارو سازي

مفيد باشند.اما مكانيسم وارد شدن نانو تيوبها به داخل سلولها مشخص نمي باشد.همچنين او مي گويد تحقيات نا موفقي جهت استفاده از bucky balls (نانو

تيوبهاي كربني كروي) جهت رساندن داروهاي ضد سرطان ونوكلوتيدهاي پرتو زا به داخل سلول انجام شد

پارچه هاي خود پاك كننده:

 فرآيند توليد اين پارچه ها با محيط زيست سازگار بوده ومطابق استاندارد bluesgn كشور سوئيس شده است .شركت Scholler Textiles AG به خاطر

طراحي پارچه هاي جديد موفق به دريافت تقدير نامه كنگره طراحي ممتاز سوئيس در سال 2001 شد. پارچه هاي شركت صنعتي پارچه بافي سوئيس موسوم

به Nanesphere ضد آب وضد لك بوده وچربيها روي ان به طور خود به خود از بين مي رود .

اين پارچه از طبيعت الهام گرفته وتوليد آن با نانو تكنولوژي تحقق يافته است .برگهاي برخي گياهان مانند نيلوفرآبي ويا پوست سوسك وبال حشرات هميشه

 تمييز باقي مي ماند زيرا ناهمواريهايي بي نهايت كوچك روي سطوح آنها مانع چسبيدن ذرات گرد وخاك به اين سطوح شده وكوچكترين بارشي سطح آنها

تمييز مي كند .شركت Schoeller پس از سالها تلاش وبا ظهور نانو تكنولوژي موفق به تقليد اين فرآيند شد وبا به كارگيري فناوري Nano Sphere در

پارچه ها ساختار سه بعدي خاصي بر روي سطوح ايجاد كرده وسطح تماس براي ذرات گرد وخاك محدود گرديده وذرات باقيمانده بر روي سطوح در

قطرات اب معلق شده وبه آساني توسط اين قطرات خارج ميگردند ابعاد ميكروسكوبي نانو تكنولوژي امكان تغييرات فوق العادهاي را بر روي سطوح به

وجود آورده ومنجر به توليد پارچه هايي با خواص كاملا جديد مي گردد.

 

 

                                                                                         

آيا سرانجام روزي خواهدر سيد كه تراشه هاي سيليكوني طبابت كنند؟

مفهوم تركيب انسان وماشين موضوع بسياري از فيلم ها ونمايشهاي علمي ،تخيلي مانند روبوكاپ ،كارگاه گجت وغيره مي باشد .با وجود  اينكه نمايش هاي

هاليودي تا حدي اغراق آميز است، اما توانائي ما در توليد وسايل كوچك كه بتواند درون بدن انسان قرار گيرد در 30 اخير نسبتا ترقي كرده است. ما اكنون

 مي توانيم وسايل الكتروني دقيق وحساب شده اي مانند ضربان ساز قلب بسازيم كه زندگي هزاران بيمار را طولاني تر كرده است. بسياري از اين پيشرفتها

 مرهون سرمايه گذاريهاي گسترده در تكنولوژي سيليكوني است. اين سرمايه گذاريها منجر  به تكامل تدريجي گروهي از وسايل هوشمند جهت تامين بهداشت

  انسان شده است. به عنوان مثال درون كاشتها (ايمپلنت ها ) حلزون گوش ،اولين پيوند مستقيم ميان تراشه سيليكوني ومغز انسان بودند. هنگامي كه درون

كاشت به صورت القائي به يك ميكروفون خارجي وصل مي شود، صداهاي خارجي را به سيگنالهاي الكتريكي تبديل ميكند، اين سيگنالها در گروهي از

ميكرو الكترودها كه به اعصاب گوش داخلي متصلند ، جريان مي يابند و سپس پيامهاي عصبي ومغزبرده شده ودر انجا با صداهايش مشخص مي شود. درون

كاشتهاي حلزوني آنقدر كوچكند كه حتي مي توانند در نوزادهاي ناشنوا كاشته شوند. همچنين پيشرفتهاي مهمي در ترقي وسايل سيليكوني رخ داده است .اين

وسائل مي توانند در درمان فلج ، كوري وبيماريهاي رو به وخامت عصبي موثر باشند.

 

 

                                                                                    

تراشه هاي سلامتي:

اخيرا نقش سيليكون در پزشكي دوره جديدي را آغاز كرده است. انواعي از سيليكون نه تنها در بخش الكترونيك به عنوان نيمه هادي بلكه به عنوان نيمه هادي

بلكه به عنوان نيمه هادي بلكه به عنوان زيست ماده در بخش پزشكي نيز با ارزش است. به ويژه سيليكون متخلخل -سيليكوني حجيم كه بطور دقيق با

سوراخهاي ريزي در حد نانومتر متخلخل شده باشد - مي تواند زيست سازگار خوبي باشد. بنابر اين بجاي اينكه مجبور باشيم وسيله هاي سيليكوني را از

بافتهاي بدن وجريان خون محافظت كنيم - همانطور كه در گذشته چنين بوده است - امروزه حداقل در حد نظريه ساختن وسايل سيليكوني كه اصالتا زيست

كنش هستند ممكن شده است .سطح يك تراشه مي تواند طوري طراحي شود كه فعالانه با بافتهاي زنده جهت ايجاد پاسخهاي فيزيولوژيكي مطلوب بر هم  كنش

 داشته باشد. به عنوان مثال تراشه سيليكوني ميتواند سلولهاي رسوبي استخوان را تحريك كند تا تراشه ها را هم در كلاژن وهم در هيدروكسي پاتيت(ماده

غير آلي استخوان )بپوشاند. بدين طريق به آن يك استتار طبيعي مي دهند وآن را براي جوش خوردن به استخوان مجاور توانا مي سازد.روش ديگر شامل

 قرصهاي حاوي مخلوطي از داروهاي پوشيده شده در منابع مي باشد كه در مواقع آزاد مي شود .

 

 

                                                                                      

سيليكونهاي نانو ساختاري:

چگونه يك تكه سيليكون خالص مي تواند به سيليكون خالص مي تواند به سيليكون متخلخل زيست سازگار تبديل شود؟

يك راه شناخته شده براي حك كردن سوراخهاي نانو متري روي سطح ويفر سيليكوني استفاده از محلول اسيد هيدروفلئوريك است مي توان بسته به مقاومت

 ويفر،تركيب الكتروليت وشدت جريان داده شده، درشت سوراخهايي (با عرض بيش از 50 نانو متر) يا سوراخهاي (با عرض 250 نانومتر )ويا ريز

 سوراخهايي (با عرض كمتر از 2 نانو متر ساخت).

سيليكون متخلخل كه به اين ترتيب توليد شده است هنوز سيليكون خالص است اما اين سيليكونها بسيار متفاوت از سيليكون حجيم غير متخلخل عمل مي كنند

 ومقاومت شيميايي آن افزايش يافته است حكاكي سيليكون به وسيله اسيد ،تركيبات هيدروژن وسيليكون را در انتهاي كالبد سيليكوني به وجود مي آورد.اين

 تركيبات به آهستگي در هوا اكسيد مي شوند وباعث مي شود كه به مرور زمان خواص سيليكون تغيير كند. به عنوان مثال ، مقاومت الكتريكي آن افزايش

مي يابد  به همين دليل گروههايي در دانشگاههاي مختلف براي تغييير سطح نانو ساخت يافته سيليكون تلاش مي كردند كه فعاليت آنها منجر به توليد فرمهاي

جديد سيليكون شد كه در آن تركيبات كربن - سيليكون جايگزين تركيبات هيدروژن -سيليكون شدند كه اين تركيبات اكسيد نمي شوند.اين فرآيند ها طيف

گستردهاي از مولكولهاي زيستي و آلي را قادر ساخت تا با سطح سيليكون پيوندهاي كووالانسي تشكيل دهند .اين مولكولها طيف گسترده هاي از خواص

مختلف را به سيليكون متخلخل دادند.عنوان مثال پادتن هاي پيوندي مي توانند به طور انتخابي با مولكولعاي  حمله كننده (آنتي ژنها )كه در جريان خون سير

مي كنند

زيست كنش وزيست فروپاشي :

اولين آزمايشها در مورد محيطهاي زيستي در سال 1995 انجام شد.انواع معيني از سيليكون متخلخل وهم چنين سيليكون چند كريستاله حاوي پرزهايي در حد

نانو متر نشان دادند كه مي توانند رشد جزء معدني استخوان (هيدروكسي پاتيپ) را تحريك كنند ويا حمايت ساختاري آنرا فراهم كنند.آزمايشها بر روي

پلاسماي زيستي شبيه سازي شده (قسمت مايع خون ) انجام شده بود.

آزمايشهاي در اصل به وسيله تاداشي كوكوبو در دانشگاه كيوتو انجام شده بود .اين آزمايشها هم اكنون توسط محققين در زمينه زيست ماده انجام مي شود تا

بفهميد كه آيا سراميكها مي توانند با استخوان در بدن تركيب شوند.

مطالعات نشان داد كه لايه هاي نازك سيليكون متخلخل با درصد تخلخل زيادي مي توانند از ويفر نانو متخلخل پاييني در طول يك روز يا بيشتر تجزيه شوند.

به عبارت ديگر سيليكون نانو ساخت يافته مي تواند به صورت آزمايشگاهي زيست فرو پاش باشد. اين يك نتيجه شگفت انگيز بود، يعني بدن انسان احتمالا به

خودي خود قادر به تجزيه ودفع سيليكون است .اگرچنين باشد، سيليكون نامش را در فهرست مواد زيست فرو پاش اضافه خواند كرد .اين مواد در پزشكي با

اقبال فرايندهاي روبرو شده اند زيرا براي هميشه در بدن نمي مانند وبنا براين خطر آلودگي وپس زني توسط سيستم ايمني را كاهش مي دهند. به عبارت ديگر

مواد زيست فروپاش به بدن ما كمك مي كنند تا خودش را درمان كند.

رفتار سيليكون متخلخل در محيطهاي شبيه سازي شده بدني مانند شيره معده ،مايع روده ، مايع نخاعي ونخاع موجود در مغز به صورت آزمايشگاهي بر

آورده شده است .نتايج اميد بخش هستند ، تقريبا در تمام سيليكون متخلخل نسبتا به سرعت حل مي شود به غير از يك استثنا در مورد شيره معده كه بسيار

اسيدي است وبه ميزان قابل توجهي سرعت تجزيه شدن را كاهش ميدهد .

 

                                                                                   

 

نتيجه گيري وپيشنهاد :

نانو تكنولوژي داراي كاربردهاي زيادي در عرصه دفاعي است وتاثير عمدهاي در هوشمندي هر چه بيشتر تجهيزات ومهمات وسيستمهاي دفاعي دارد.

هوشمندي بيشتر واندازه ووزن كوچكتر ،از مهمترين نتايج كاربردهاي نانو تكنولوژي در دفاع خواهد بود كه البته مسير ،نسبتا طولاني است ولي شواهدي از

اطلاعات منتشر شده دنيا نشان مي دهد كه بعضي از دستاوردهاي آن در سالهاي جاري به تحقق پيوسته يا خواهد پيوست.

كشور مانيز قطعا نياز دارد ،با برنامه ريزي بلند مدت ،بخش دفاعي خود را با اين روند اجتناب ناپذير دنيا همراه سازد .بدين منظور پيشنهاد ميشود اولا

نانوتكنولوژي  به عنوان يكي از محورهاي اولويت دار در وزارت دفاع مورد توجه قرار گيردف ثانيا برنامه اي براي موفقيت در اين عرصه زير نظر

مسئولان رده بالاي وزارت خانه تدوين شود. آموزش محققان ،استفاده از توانائي تحقيقاتي دانشگاهها ومراكز پژوهشي وهمچنين ايرانيان مقيم خارج  از

بخشهاي اين برنامه خواهد بود.

راه اندازي واحدهاي تحقيق وتوسعه نانوتكنولوژي در داخل مراكز صنعتي دفاع نيز پيشنهاد ميشود .موضوعات تحقيق و توسعه اين مراكز بايد توسط گروهي

از انديشمندان در اين وزارتخانه تعيين شود.

اميد كه بتوانيم در اين عرصه پيش رو با تصميم گيري به موقع وبرنامه ريزي درست در اين زمينه به موفقيت دست يابيم.

 

                                                                                          

منابع :

 www.Newscientist.com

   www.smalltimes .com

www. wapmi.ir/new/nana.htm

انجمن مطالعات پيشرفته علوم پايه www.iasbs.ac.ir

كميته مطالعات سياسي نانو تكنولوژي

iafahan.com/Findex.htm

   پارك علمي وفن      www.tco.ac.ir/nano

WWW.IRANNANO.ORG

WWW.PERSHIANBLOG.COM

مجله دانستنيها

بهینه سازی فرآیند انعقاددرتاسیسات موجودتصفیه خانه های آب

چکیده

 درتصفیه خانه های متعارف آب،توجه به بهینه سازی فرایندانعقادبرای حذف موادعالی کربنه(TOC) از اهمیت قابل توجهی برخوردار است.در مناطقی که از سامانه ی صاف سازی مستقیم برای تصفیه ی اب استفاده می شود . اجرای این شیوه چندان مورد توجه نیست. زیرا میزان مواد آلی در آب های زیرزمینی پایین بوده و در فرایند صاف سازی مستقیم نبز حوض ته نشینی بعد از مرحله ی انعقاد وجود ندارد تا حذف قابل توجهی از مواد عالی کربنه در آن صورت گیرد . در اجرای فرایند انعقاد پیشرفته ، توجه به ویژگی های کیفی و غلظت مواد آلی کربنه آب خام ضرورت دارد. به منظور اجرای عملیات حذف مواد آلی کربنه بر مبنای آزمایش جار یا پایلوت، معیارهایحذف تعیین میشود. در کاربرد این فرآیند ، باید اثرات جانبی ان بررسی شده و به منظور اجرای آن تغییراتی که باید در تاسیسات موجود تصفیه خانه ها از جمله تاسیسات ترزیق مواد شیمیایی ، بهره برداری از واحد های لخته سازی ، ته نشینی و صاف سازی وراهبری و مدیریت لجن ایجاد شود ، مورد مطالعه قرار گیرد. بدیهی است که با انجام تغییر در واحدهای بر شمرده میزان لجن تولیدی افزایش یافته و ویژگی های لخته تغییر میکند. همچنین با کاهش (PH) برای حذف (TOC) در عملیات انعقاد بهینه شده، احتمال خوردگی در تاسیسات تصفیه خانه، از دیگر مشکلات و اثرات آن خواهد بود. کلمات کلیدی: مواد آلی کربنه (TOC) ، تصفیه خانه ی آب، بهینه سازی واحد های انعقاد - لخته سازی

سرآغاز

     آب های سطحی همواره حاوی مقادیر زیادی مواد آلی و معدنی حاصل از شست وشوی بستر رودخانه ، انحلال مواد، تجزیه ی برگ ها ،   و سایر میکروارگانیسم های موجود در مسیر آب می باشند . علاوه بر آن تخلیه ی فاضلاب ها و همچنین ورود انواع مختلف آلاینده های خطرناک نظیر بقایای مواد آلی مورد استفاده در کشاورزی به آب های سطحی از کارامدی فرآیند های متداول تصفیه در تامین آب آشامیدنی سالم می کاهدند. با توجه به این که در تصفیه خانه های آب کشور از کلر به عنوان گند زدا استفاده میشود و در برخی از آن ها به علت جلوگیری از رشد جلبک ها به آب خام ورودی نیز کلر اضافه می شود و آب خام ورودی به تصفیه خانه اغلب از منابع سطحی تامین گردیده که حاوی مواد آلی طبیعی (NOM) است، احتمال تشکیل فراورده های جانبی ناشی از گند زدایی فراهم است. به طور کلی روش های کنترل مواد آلی و فراورده های جانبی ناشی از گند زدایی را می توان به سه گروه تقسیم کرد:

•    روش هایی که قبل از ورود آب به تصفیه خانه برای کنترل مواد آلی در آب اعمال میشود، مانند روش های اصلاح کیفیت آب در منابع و مخازن.

• روش هایی که در تصفیه خانه برای کنترل مواد آلی و تشکیل فرآورده های جانبی ناشی از گندزدایی اعمال میشود . مانند انعقاد بهینه ، جذب سطحی با استفاده از کربن فعال ، زدایش مواد آلی با هوا ، صافی سازی غشایی، تغییر محل کلر زنی، استفاده از سایر گندزدا ها.

• روش هایی که در محل مصرف برای حذف مواد آلی و فراورده های ناشی از گند زدایی اعمال می شود . مانند دستگاه های تصفیه ی خانگی. انعقاد پیشرفته در واقع بهینه سازی فرآیند های متداول تصفیه ی آب می باشد که با استفاده از منعقد کننده هایی مانند نمک های آلوم ، آهنو پلیمرهای کاتیونی صورت می گیرد . کار آمد ی انعقاد بیشتر در حذف مواد آلی با وزن مولکولی بالا ، هیدروفوب و اسیدی می باشد.

بهینه سازی فرآیند انعقاد

اجرای شیوه ی انعقاد پیشرفته در فرآیند های تصفیه ی آب در حذف کل مواد آلی کربنه (TOC) با در نظر گرفتن اهداف زیر می باشد:

• کاهش قابل توجه مواد آلی کربنه بدون اضافه کردن مقادیر غیر معقول مواد منعقد کننده.

• اجرای انعقاد پیشرفته با حداقل هزینه

بر مبنای این اهداف استاندارد اجرایی انعقاد پیشرفته در حذف مواد آلی کربنه با استفاده از شیوه ی دو مرحله ای در نظر گرفته شده است. مرحله ی نخست تقلیل درصد خاصی از مواد آلی کربنه ی ورودی بر اساس مواد آلی و قلیائیت آب خام می باشد و مرحله ی دوم زدایش موادآلی کربنه در مواقعی است که با توجه به ویژگی های کیفی آب خام به درصد های مورد نظر حذف مواد آلی کربنه (TOC)در مرحله ی نخست نرسیده باشد. در مورد این شیوه ها، انجام آزمایش جار برای رسیدن به معیار های مرحله دوم حذف TOC و تعیین نوع و میزان مواد منعقد کننده و کمک منعقد کننده ضرورت دارد. از کاربرد انعقاد پیشرفته در فرآیند های متداول تصفیه ی آب ، انجام آزمایش های پیشرفته در فرایند های متداول تصفیه ی آب ، انجام آزمایش های به صورت BENCH یا پایلوتی ، باید صورت گیرد . انجام این کار به منظور تعیین شرایط انعقاد برای رسیدن به معیار های مرحله ی نخست حذف مواد آلی کربنه و یا معیار های مرحله دوم حذف مواد آلی کربنه می باشد.

انعقاد پیشرفته در تاسیسات موجود تصفیه ی آب

در اجرای این شیوه در تصفیه خانه های موجود آب، ممکن است نیازی به انجام تغییرات در تاسیسات زیر باشد:

1- تاسیسات  تزریق مواد شیمیایی ( منعقد کننده های فلزی، مواد پلیمیری، مواد شیمیایی پایین آورنده و بالا برنده ی PH)

2- نحوه ی بهره بر داری از واحدهای لخته سازی ، ته نشینی و صاف سازی

3- راهبری و مدریت لجن تولیدی

انعقاد و لخته سازی یک فرآیند فیزیکی-شیمیایی است که توسط آزمایش جار میزان ماده ی منعقد کننده ،کارامدی و زمان ماند مناسب آن برآورد می شود.

در موردبسیاری از آب ها ، عامل های مختلفی دخالت دارند تا لخته های تشکیل شده در مر حله ی انعقاد و لخته سازی به تواند مواد آلی و کدورت را به دام انداخته و تحت یک شرایط مطلوب ، ته نشینی سریع لخته های تشکیل شده صورت گیرد (هدوسن،1981 ). در صورتی که ته نشینی به طور مطلوب هنجام می شود ، بار ورودی لخته ها به صافی ها کاهش می یابد و در صورت ته نشینی ضعیف، مدت زمان کار کرد صافی ها و ظرفیت تصفیه کاهش خواهد یافت.

در کاربرد های انعقاد پیشرفته ممکن است نیاز به تغییر اساسی در دز منعقد کننده در تاسیسات تصفیه باشد. همچنین ممکن است در بعضی از تصفیه خانه ها ، مواد شیمیایی از قبیل اسید یا آهک به منظور بهبود فرآیند انعقاد ، استفاده شود. برای این منظور نیاز به برنامه ریزی برای تامین مواد شیمیایی خواهد بود . بر مبنای آزمون هایی که قبل از اجرای این شیوه صورت میگیرد ، مییابد میزان مواد شیمیایی واصلاح های لازم ازقبیل اضافه کردن اسید برای کاهش PH قبل از توضیع آب در شبکه مورد نیاز است، تعیین شود.

مواردی که در تغییر تاسیسات  موجود تصفیه آب برای انجام فرآیند انعقاد و لخته سازی پیشرفته نیاز است شامل:

• در نظر گرفتن مخازن ذخیره وتجهیزات مورد نیاز تزریق برای منعقد کننده ها ( افزایش دز مواد منعقد کننده ، نیاز به ساخت مخازن ذخیره ی اضافی و تجهیزات مورد نیاز تزریق برا منعقد کننده ها .

• مواد شیمیایی جدیدی که در انعقاد پیشرفته ممکن است برای کاهش PH مورد نیاز باشد ، مانند استفاده از اسید سو لفوریک.

جدول شماره یک ، حد ماکزیمم اضافه کردن مواد شیمیایی را در فرایند انعقاد و لخته سازی نشان می دهد . این حدود بر مبنای استانداردهای بهداشتی تعیین شده است.

              جدول شماره یک :حداکثر مجاز افزودن مواد شیمیایی در مرحله انعقاد

موادشیمیایی اضافه شده	حدماکزیمم (mg/lit)
آلوم	150
سولفات فریک	600-200
کلروفریک	250-141
اسید سولفوریک	50
پلی آلومینیم کلراید	454-100

واحد های تصفیه در بهینه سازی فرایند انعقاد

     با انجام انعقاد پیشرفته و تغییراتی که در دز منعقد کننده  داده می شود ، ممکن است نیاز باشد تا در مرحله ی اختلاط نیز اصلاحاتی صورت گیرد . در حقیقت با افزابش دز منعقد کننده ، میزان لخته بیشتری تشکیل خواهد شد . به همین دلیل لازم است در مرحله لخته سازی ، به منظور جلوگیری از ته نشین شدن لخته ها ،شرایط اختلاط کافی را فراهم ساخت؛ در غیر این صورت ، ته نشین شدن لخته ها در مرحله لخته سازی سبب کاهش موثر حجم حوض لخته سازی خواهد شد . در فرایند بهینه سازی انعقاد ، تغییراتی در مرحله اختلاط ایجاد می شود تا لخته های تشکیل شده به راحتی در مرحله ی ته نشینی و صاف سازی قابل جدا شدن باشد . به این منظور مطالعه های پایلوتی برای تعیین شرایط بهینه ی اختلاط با اضافه کردن مواد شیمیایی، باید انجام شود.

مواردی که در اجرای انعقاد پیشرفته در طی مرحله اختلاط باید در نظر گرفته شود به شرح زیر است:

•  در اختلاط سریع ، توزیع سریع و یکنواخت منعقد کننده های شیمیایی در آب خام انجام می شود. به طور معمول زمان ماند در حدود 10 تا 30 ثانیه و گرادیان سرعت در حدود 300^s-1 تا 1000 می باشد.

• مطلوب ترین اندازه ی لخته ها ( با اندازه موثر 0.1 تا 2 میلی متر) در گرادیان سرعت 20^s-1   تا  70  برای مدت زمان تقریبی 20 دقیقه ایجاد خواهد شد.

• با انجام عمل اختلاط ، تماس بین ذراتی که ناپایدار شده اند افزایش می یابد . ب این ترتیب لخته های قابل ته نشینی یا قابل صاف شدن ایجاد خواهد شد.

 ته نشینی

    مقادیر بالای مصرف ماده ی منعقد کننده و آهک در فرایند انعقاد پیشرفته ، سبب ایجاد لخته ها و ذرات قابل ته نشینی و در نتیجه مقدار لجن به میزان زیاد تری خواهد شد.

   از مواردی که لازم است در بهبود و اصلاح فرایند ته نشینی متعاقب اجرای انعقاد پیشرفته در نظر گرفته شود به شرح زیر است:

•   کنترل و به حداقل رساندن جریان اتصال کوتاه با استفاده از سرریز  یا کانال در بخش بزرگی از مخزن ته نشینی ، اصلاح قسمت ورودی به حوض ته نشینی

• استفاده از صفحه های راه بند برای بهبود توربولانس در ورودی به حوض های ته نشینی

• نصب صفحه های و یا لوله ها داخل مخزن های موجود سبب افزایش سطح و اصلاح وا حد های موجود خواهد شد.

    صاف سازی

      با کاربرد انعقاد پیشرفته و تغییراتی که در دز مواد شیمیایی داده می شود ، کیفیت آب ته نشین شده و در نتیجه اجرا و بهره برداری از صافی ها تحت تأثیر قرار می گیرد . با تغییری که در نقطه ی شکست صافی ها ، ایجاد می شود ، سبب کاهش مدت زمان کارکرد صافی خواهد شد و در نتیجه میزان آب مورد نیاز برای شست و شوی صافی ها افزایش خواهد یافت. در این شیوه با استفاده از مواد کمک منعقد  کننده  یا کمک صافی می توان کیفیت آب صاف شده و مدت زمان کارکرد صافی ها را افزایش داد. کاربرد انعقاد پیشرفته سبب تولید لجن بیشتر ناشی از افزایش میزان دز منعقد کننده  و وجود TOC در لجن خواهد شد.

  اثرات ثانویه ی انعقاد پیشرفته

     در کاربرد انعقاد پیشرفته ممکن است نیاز به تغییر فرایند باشد که متعاقب آن ممکن است اثرات جانبی زیر را در بر داشته باشد:

• با افزایش دز منعقد کننده ، میزان لجن تولیدی بیشتر خواهد بود. کاهش و کنترل میزان تولید لجن می تواند با تنظیم فرایند انعقاد از طریق آزمون جار با تعیین نوع منعقد کننده ی مناسب PH انعقاد و دز اسید و دز منعقد کننده ، استفاده از اسید و پلیمر و شدت اختلاط صورت گیرد . استفاده از پلیمر و شدت اختلاط صورت گیرد . استفاده از اسید و پلیمر ، میزان دز منعقد کننده مورد نیاز را برای حذف TOC و ذرات کاهش خواهد داد . لجن حاصل از انعقاد پیشرفته ، ویژگی های متفاوتی داشته و خاصیت آبگیری آن تغییر خواهد کرد.

         با افزایش دز ماده منعقد کننده ، لجن بیشتری به شکل هیدو کسید فریک یا آلوم ته نشین می گردد. استفاده از اسید برای کاهش PH ، سبب افزایش میزان TOC در لجن می گردد و تغییر PH بر بار الکتریکی لجن تأثیر گذاشته و مدت و میزان آبگیری لجن را تغییر می دهد . میزان رسوبات فلزی در لجن در مقایسه با میزان ذرات گرفته شده توسط ماده ی منعقد کننده افزایش خواهد یافت.در اثر وجود مواد آلی در لجن ، دانسیته ی لجن کاهش یافته و آبگیری آن مشکل می شود.

       بهبود خاصیت آبگیری لجن ممکن است با افزایش پلیمر صورت گیرد . وجود TOC در لجن خاصیت آبگیری آن را نامطلوب می کند ، ولی با افزایش دز مادهی منعقد کننده ، نسبت منعقد کننده به مواد آلی در لجن افزایش یافته و خاصیت آبگیری آن بهتر خواهد شد.

•  در بهینه سازی انعقاد با تغییر PH  و میزان ذرات و مواد آلی که روی سطح لخته ها جذب می شوند، ویژگی لخته ها تغییر می کند. در واقع در فرایند انعقاد و لخته سازی پیشرفته میزان مواد آلی بیشتری نسبت به ذرات روی سطح لخته ها جذب می شود و این باعث تشکیل لخته هایی با دانسیته و سرعت ته نشینی کمتر شده و در نتیجه کارآمدی زلال سازها نیز کاهش می یابد . برای رفع این مشکل بهتر است از کمک منعقد کننده هایی که با ایجاد پل بین لخته ها ، لخته های بزرگتر و با قابلیت ته نشینی بهتر ایجاد می کنند استفاده شود.

          کاهش تراکم لجن در کف حوض ته نشینی به علت تغییر در ویژگی های لجن کاهش زمان ماند لجن در مخزن ته نشینی می باشد. ایجاد لخته های سبک و کاهش کارآمدی زلال سازها سبب انتقال این لخته ها به صافی ها شده که این خود مدت زمان کارکرد صافی ها را کوتاه تر و در نتیجه میزان آب شست وشوی مورد نیاز را افزایش می دهد . بنابراین در کاربرد انعقاد پیشرفته نیاز به انجام مطالعات در مقیاس پایلوت می باشد تا اثر انعقاد پیشرفته روی کاربرد صافی ها در مقیاس پایلوت  و در عمل مشخص شده  و راه حل های گوناگون آن که شامل استفاده از کمک منعقد کننده و کمک صافی ، کاهش بار صافی و حتی ساخت صافی های جدید می باشد مد نظر گرفته و جوانب اقتصادی آن نیز مورد بررسی و ارزیابی قرار گیرد.

•  حذف TOC در مقادیر PH  پایین تر از PH انعقاد معمولی اتفاق می افتد. اگر چه پایین بودن میزان PH در حذفTOC موثر خواهد بود ولی خوردگی تجهیزات و سازه های بتنی تصفیه خانه ، استفاده از پوشش های ضد خوردگی را مورد تأکید قرار می دهد . کنترل PH  آب پس از کاهش آن در اثر انعقاد پیشرفته ، یکی از راه حل ها برای کنترل خوردگی است.

• ممکن است میزان منگنز در آب افزایش یابد . وجود عنصر منگنز در کلروفریک و سولفات فریک که با کاهش PH آب ، منگنز جذب شده روی صافی ها آزاد شده و ایجاد آبی قرمز رنگ بعد از خروجی آن از صافی ها می نماید . همچنین میزان غلظت آهن در آب تصفیه شده افزایش می یابد.

    نتیجه گیری

      فرایند های متداول تصفیه ی آب به گونه ای است که تنها برای حذف کدورت از آب طراحی شده اند. ولی  به منظور حذف TOC و اجرای انعقاد پیشرفته نیاز به تغییراتی در طراحی و بهره برداری خواهد داشت که بعضی از این تغییرات به شرح زیر می باشد:

• تغییر در نوع یا دز منعقد کننده  یا پلیمر؛

• تغییر در شرایط انعقاد ، ممکن است نیاز به کنترل بیشتری توسط اپراتور ها داشته باشد که این کنترل در ارتباط با انتقال آب از ته نشینی به صافی ها و لخته هایی که ممکن است به صافی راه یابند و همچنین شست و شوی معکوس صافی ها و افزایش میزان آب و انرژی برق مورد نیاز خواهد بود که به این منظور ممکن است از ته نشین کننده ها ی صفحه ای یا لو له ای برای بهبود ته نشینی استفاده شود .

• افزایش در میزان دز منعقد کننده ، دفعات تخلیه لجن را افزایش می دهد.

• خوردگی در فلزات و بتن سازه ها و تجهیزات تصفیه خانه که ممکن است در مقادیر PH پایین دهد که به این منظور ، استفاده از پوشش های مقاوم به اسید و رنگ آمیزی ، میزان خوردگی را کاهش خواهد داد.

    منابع مورد استفاده

  1- عمارلویی(1377)،"بهبود کیفیت آب آشامیدنی با استفاده از پودر کربن فعال"، پایان نامه ی کارشناسی ارشد، دانشکده ی بهداشت دانشگاه علو م پزشکی تهران.

2-Shorney.LH,et al.(1998)"Control of disinfection by-product precursors"

3- Singer c.(1999) " Formation and Control of disinfection by-product in drinding water",AWWA.

4- EPA(1999)"Enhanced coagulation and enhanced precipitative softening guidance manual

5-Najm,I.(1998)"Optimizing enhanced coagulation with PAC",AWWA.

     مجله آب و محيط زيست    

 

آزمايشهای گرماسنجی

بخش اول- تعيين ثابت اتلاف گرما

 

در اين بخش ثابت اتلاف گرما را با استفاده از گرما سنج تعيين مي كنيم.براي اين كار،مقداري آب داغ توزين شده را به مقدار مشخصي آب سرد در گرما سنج مي افزاييم دماي محتويات گرماسنج را پيش وپس از مخلوط كردن اندازه گيري مي كنيم .به اين ترتيب داده هاي كافي براي محاسبه مقدار  Cc  را به دست مي آوريم.

 

 روش كار

1-گرماسنج را با راهنمايي مربي آزمايشگاه بسازيد.گرماسنج مناسب را مي توان از اجزاي بسيار ساده (مانند شكل 1)ساخت.

 2 mL50آب به گرماسنج بيافزاييد تا به دماي ثابت برسد.دما (Tc)را يادداشت كنيد.

3 mL50 ديگرآب را دريك بشر گرم كنيد تا دماي آن تقريبا °20°Cبيشتر از دماي آب داخل گرماسنج شود.

4-بشر را از روي منبع گرما بر داريد وبه مدت تقريبا 1 دقيقه به حال خود بگذاريد .سپس دماي آب داغ (Th)را يادداشت كنيد.

5-دستگاه همزن مغناطيسي را روشن كنيد و به سرعت آب داغ را در گرماسنج بريزيد وبي درنگ سرپوش آن را بگذاريد. دماي مخلوط پاياني (Tf)را پس از 1 دقيقه يادداشت كنيد.

6-محتويات گرماسنج را خالي كرده،سپس آن را خالي كرده،سپس آن را خشك كنيد.

7-ثابت اتلاف گرما را از معادله نشان داده شده در زير ،تعيين كنيد.

ثابت اتلاف گرما (Cc)از عبارت زير محاسبه مي شود:

Cc=	)Cal گرماي اتلاف شده گرماسنج (بر حسب
	°)Cتغيير دماي محتويات(برحسب

زير كسر عبارت بالا از كم كردن دماي نخستين از دماي پاياني(Th,T)،به دست ميآيد. تعيين بالاي كسر يعني گرماي اتلاف شده گرماسنج كمي دشوار است. نخست بايد بدانيم  كه هنگام مخلوط كردن ،گرماازآب داغ به آب سرد جريان مي يابد ودر جريان اين فرايند مقدار كمي گرما از آب داغ به ديواره گرماسنج منتقل مي شود، كه آن را گرماي اتلاف شده گرماسنج مي ناميم.بنابر اين داريم:

گرماي تلف شده گرماسنج+گرماي بدست آمده به وسيله آب سرد =گرماي از دست رفته آب داغ

از بازآرايي معادله بالا خواهيم داشت:

گرماي به دست آمده آب سرد - گرماي از دست رفته آب داغ = گرماي تلف شده گرماسنج

اگر بتوانيم دو كميت سمت راست معادله را تعيين كنيم،مسائله حل مي شود. اين كار را به صورت زير انجام مي دهيم:

(گرماي ويژه اب)×(جرم آب داغ)×(Th-Tf)= گرماي از دست رفته آب داغ

(گرماي ويژه اب)×(جرم آب سرد)×(Tf-Tc)= گرماي از دست رفته آب سرد

براي روشن شدن موضوع،مثال خاصي از چگونگي محاسبه Ccرا مي آزماييم.دانش آموزي به يك گرماسنج حاوي 50mL  ر( 50g) آب با دماي° 2/20c رTc،مقدار50mL  ر( 50g)آب داغ به دماي 40/1°cافزوده است .اودماي نهايي (Tf) را 28/3°cبه دست آورده است.

مرحله 1 - گرماي از دست رفته آب داغ به صورت زير به دست مي آيد:

 

5-در حالي كه دماي مخلوط يخ وآب اطراف لوله آزمايش صفر درجه است، طول ستون هواي اين لوله را بخوانيد ودر دفتر گزارش كار آزمايشگاه يادادشت كنيد.اين عدد را بعد برحسب حجم در خواهيد آورد.

6-همه خرده يخ هاي باقيمانده را خارج كنيد واگر لازم شد، مقدار كافي آب مقطربه بشر بيافزاييد تا مطمئن شويدلوله آزمايش وارونه كاملا در آب فرو رفته است.

7- بشر رابا يك چراغ گاز گرم كنيد تا دما به 85°cبرسد ، يا آن كه حجم گاز تا نشانه 8 منبسط شود.

8- چراغ را كنا ر بكشيد وبگذاريد بشر خنك شود. گاهگاهي آب حمام رابه هم بزنيد تا دماي آن يكنواخت شود. بين 80تا50 درجه سلسيوس ،"طول"ستون هوا را بخوانيد وآنرا در دفتر گزارش آزمايشگاه خود بنويسيد.

9- فشار محيط را از روي فشار سنج بخوانيد(هواP)

داده ها

    حجم V,V7 را در دفتر گزارش خود ياداشت كنيد .دو ستون نيز براي دما بر حسب c° وارتفاع ستون هواي خوانده شده تشكيل بدهيد .در پي هر اندازه گيري ، آنها را در دفتر  وارد كنيد. سرانجام فشارمحيط را از روي فشار سنج بخوانيد(هواP)

نتيجه

1-در دفتر گزارش خود شش ستون با سر ستون زير بكشيد:

 

 

PH2O		log	PH2O		1	)K¯¹(
			P		T
T(°C)	حجم گاز (ميلي ليتر)			(اتمسفر)Pهوا

 

2-از آنجا كه حجم هاي  V,V8 معين هستند،حجم هاي خوانده شده ديگر را با توجه به درجه بندي كاغذ بر حسب ميلي ليتر محاسبه كنيد . پيش از آن حجم 0/2 ميلي ليتر كم كنيد تا خطاي مربوط به انحناي وارونه تصحيح شود.

3-با استفاده از داده ها ي مربوط به دماي صفر درجه سيلسيوس ،تعداد مولهاي هواي "بدون آب"را در نمونه گاز محاسبه كنيد.فراموش نكنيد كه ميتوان در اين دما از فشار بخار آب درون لوله چشم پوشي كرد.

4-براي هر دما،مقدار فشار جزئي هوا را در نمونه گازي به دست آوريد وآن را درستون( هواP) وارد كنيد.

Pهوا =	n .RT
	V

5- فشار بخار آب را براي هر دما حساب كنيد (با استفاده از رابطه 3)ومقدار آن را در ستون PH2O برحسب اتمسفر بنويسيد.

6- مقدار  PH2O را برP◦ تقسيم كنيد.P◦ در اينجا دقيقا برابر با 1 اتمسفر تعريف شده است .سپس از هر  P/P◦ لگاريتم بگيريد. مقدار 1/T(وارونه دما برحسب  K¯¹را نيز حساب كرده ، در ستون مربوط به خود وارد كنيد.

7- نمودار logPH2O/P◦ (روي محور Y) را نسبت به  1/T(روي محور X) بر روي كاغذ شطرنجي داده شده ،رسم كنيد(بهترين خط راست را از مجموعه نقاط بگذارانيد).شيب اين خط يعني                                              

Δlog(PH2O/P°)/Δ(	1	)
	T

 

 

.آب را محاسبه كنيد  ΔHvap  را بدست آوريد و با استفاده از معادله كلا پيرون  

با استفاده از نمودار،فشاربخارآب را در 65°cبه دست آوريد.

Dalton, John دالتون ، جان

به دنبال افتخار ظاهري نمي گشت و به آنها ارج نمي گذاشت  ●

. درتشكيل مواد مركب از عناصر ،اتمهاي عناصر با يكديگر تركيب مي شوند و"ذرات مركب"را پديد مي آورند  ●

 

انگلستان زاده شد. در كودكي به    (Cumberland) در ناحيه كمبرلند (Eaglesfield)شيميدان وفيزيكدان انگليسي در 6 سپتامبر 1766 در دهكده كوچك ايگلسفيلد

تحصيل علاقه  وافري داشت و در جواني به رياضي عشق مي ورزيد واوقات بيكاريش رابه تحصيل رياضيات وفيزيك مي پرداخت ودرضمن .به پژوهشهاي  گوناگون دست مي زد

.نخست آموزگار يكي از دبستانها وسپس دبير يكي از دبيرستانها شد در سال 1778 در يكي از مدارس  فرقه مذهبي تدريس  ميكرد وخودش نيز به مذهب بسيار علاقه مند بود

نخستين دانشي كه توجه او را جلب كرد و بدان علاقه مند شد ،هواشناسي بود.وي پژوهشي در وضع هوا را با اسباب ولوازمي آغاز كرد كه خود آنها را ساخته بود. در1793

 كتابي در زمينه هواشناسي نوشت كه بسيار سودمند بود ومورد توجه قرار گرفت.چندين قانون هواشناسي را بيان كرد. وي با آزمايش ثابت كرد كه فشار كل مخلوط دو يا چند

  گازبرابر است با فشار آن گاز اگر به تنهايي حجم مخلوط را اشغال ميكرد،واين P=P1+P2+P3+.... گاز،برابر است با مجموع فشارهاي جزئي آن گازها .فشار جزئي يك گاز

(Daltons  law of partial  Pressures) به قانون دالتون درباره فشارهاي جزئي  مشهور است.

دالتون هنگام مطالعه در تغييرات نور،عيبي در چشم خود پيدا كرد كه بعدها در پزشكي به نام دالتونيسم1 ناميده شد.وي نخستين كسي بود كه با توصيف دالتونيسم پرداخت

    در1794 كتابي نوشت و در آن كتاب،دالتونيسم را توصيف كرد.در 1832از دانشگاه آكفورد ؛درجه دكتراي خود را دريافت كرد .پس از لاووازيه ، دالتون در 1805 از

 وپژوهشهاي ساير دانشمندان استفاده كرد وبا اتكاء به روش علمي وبراساس Democritus Demorkeritos:Demokrite- نظريه هاي قديمي دموكريت ديمقراطيس

برسيها وآزمايشهاي خود توانست نظريه اتمي خود را درباره ساختمان ماده بيان كند. اين مطا لب را درجلد اول كتاب "سيستم جديد فلسفه شيميايي"آورده است. در 1808 با

بهرهگيري از شواهد و نتايج پژوهشهاي خود و ديگران با روش علمي و استدلالي ،نظريه اتمي خود را به عنوان مدلي براي توجيه وتفسير واقعيتهاي مشاهده شده بيان كرد .

  با در نظر گرفتن تعريف ومشخصاتيبراي اتم ،قوانين وزني مربوط به تركيب عنصرهاي شيميايي را كه در آن زمان شناخته شده بود ،توانست توجيه وتفسير كند. پيشرفت نظريه

. اتمي سبب شد كه نظرياتي منطبق با آنها درباره ظرفيت به وجود آيد.مطالعه وبررسي ظرفيت شيميايي، خود سبب پيشرفت فوق العاده اي در رشته هاي گوناگون شيمي شد

      دالتون  در 1810 درباره واكنشهاي شيميايي چنين مي گويد ،"به همان اندازه كه ميتوانيم سياره جديدي در منظومه شما وارد كنيم يا يكي از سيارههاي موجود آن را نابود

.كني توانيم يك مولكول ئيدروژن را آزاد يا نابود كنيم "همديلات عبارتند از جدا كردن ذرهايي كه به صورت   يا به صل كردن ذرهايي كه قبلا از هم فاصله داشته اند

دالتون راهي كاملا جديد براي شناخت عنصرهاي مطرح كرد، با كمال تعجب،بازگشتي به عقايد برخي از يونانيان بود شايد مهمترين مفهومي كه از آن گرفته مي شد، درك

 است ،كه كلريد آهك ياCaCL2+Ca(CLO)يا  CaOCL2 و كلر به فرمول CaO ماده فرمول گردرنگ بر را بررسي كرد، در1814 معتقد بود اين گرد ،تركيبي ازآهك 

:اكسي كلريد نام دارد. اين ماده در واقع مخلوطي از كلريد كلسيم وهيپوكلريت كلسيم است كه از تاثير كلر برئيدروكسيدكلسيم به دست مي آيد

    Ca(OH)2+CL2→CaOCL2+H2O

 2CaOCL2→CaCL2+Ca(OCL)2 :طبق واكنش زير كلريد كلسيم وهيپوكلريت كلسيم تجزيه مي شودCaCL2

براي پاره اي از عنصرهاي وتركيبهاي شيميايي ، نشانه هايي را پيشنهاد كرد كه تامدتي متداول بود و ازآن بهره مي گرفتند.

 شيميدان فرانسوي براي ديدنش (Polletier)      دالتون ،دانشمندي سخت كوش بود و در زمان خود بسيار شهرت داشت، از اين رو شيميدانان كشورهاي ديگر ماتنه پليته 

.رياضيدان ومنجم فرانسوي وتني چند از دانشمندان ديگر با شوق هر چه تمام تر به ديدارش شتافتند.(laplace)به منچستر رفت هنگامي كه وي در پاريس بود.لاپلاس

دالتون به پيروي از معتقدات مذهبي خود ،دنبال افتخار ظاهري نميگشت وبه آنها ارج نمي نهاد . هنگامي كه در 1810 براي عضويت انجمن نامزد شد به شدت با آن به مخالفت

 برخاست .اما در1822 بدون آگاهي وبدون تشريفات به عضويت انجمن برگزيده شد.در 27 ژوئنه 1844 در منچستر در گذشت .

 

دالتونيسم (daltonisrn) :رنگ كوري يا كوري رنگ عدم تشخيص رنگ سرخ وسبز.

:منابع وماخذ       

1. مختصر با تاريخ علوم ،از دفتر تحقيقات وبرنامه ريزي

2. An Introduction to modern chemistry D.Abbott.  Ph.D

3. Riegels  industrial  chemistry  edited by James A.Kent

4. Chemistry by Michell  J.Sienko ,Robert A Plane

5. Grand larousse encyclopedique(3)

 

محاسبه مدت زمان انتقال یک الکترون از یک اتم به اتمی دیگر

دانشمندان می گویند مدت زماني كه طول مي كشد تا الكترون فاصله بين دو اتم را طي كند ، درحدود^18-10*320ثانيه است.

مجله NATURE  اخيرامقاله اي در مورد ديناميك الكتروني،با عنوان مشاهده مستقيم ديناميك الکترون در محدوده اتو ثانيه منتشر كرده است.

قسمت تجربي اين كار را گروهي ازمحققان آزمايشگاه هاي مختلف آلمان انجام داده اند وتفسيرنظري اين مشاهدات كه مبتني بر فيزيك كوانتومي مي باشد درمركزDipc⁷      انجام شده است.

   اين تحقيق پاسخگوي اين سوال است كه : چه مدت زمان طول مي كشد تا الكتروني از يك اتم به اتم ديگر منتقل شود؟

استنتاج نهايي است كه زمان لازم بسياركوتاه تراز زماني است كه تا كنون قابل اندازه گيري بوده است.اين مطالعه،ديناميك الكترونهاي اتم هاي گوگردي را مورد بررسي قرار مي دهد كه برروي سطحي فلزي قرار(روتنيم)گرفته اند. الكترونها تقريبا در مدت320آتو ثانيه از اتم گوگرد به سطح فلز مي پرند(هرآتو ثانیه  معادل^18-10 ثانيه میباشد) براي درك بهتر كوچكي اين عدد، ميتوانيم بگوييم يك آتو ثانيه دربرابر يك ثانيه مثل يك ثانيه در برابر عمر جهان (در حدود1400سال)ميباشد.

   اصلي ترين ابتكار اين كار تحقيقي ، امكان اندازه گيري زمان عبور بار بين يك اتم ويك سطح مي باشد. همزمان با اين پژوهش دو فيزيكدان نظري از دانشگاه Basque country بر روي جزئيات اين فرايند با استفاده از مكانيك كوانتومي كار كرده اند. اين پديده يكي از سريع ترين فرايندهايي است كه در فيزيك حالت جامد مشاهده شده است. اين كار امكان بدست اوردن اطلاعات بيشتر ودقيق تر در مورد ديناميك الكترونها را فراهم اورده ه است. براي رسيدن به چنين  دقتي لازم است ازوسيله ي اندازه گيري دقيقي استفاده شود كه اين وسيله ، ساعتي است كه گذارهاي الكتروني بين دو اتم مشابه را نشان مي دهد .

مدت زمان لازم براي جابه جايي يك الكترون بين مراكزاتمي ،سوالي بسيار مهم براي پديده هاي مختلف مي باشد. بهينه سازي طراحي موادي كه ابزارهاي الكترونيكي آينده را تشكيل ميدهند بسيار مهم ميباشد. اين ابزارها در زمينه نانو الكترونيك والكترونيك مولوكولي مورد استفاده واقع مي شوند.

  این تکنیک به ما امکان می دهد که مقادیر مختلف اسپین الکترونیکی را شناسایی کنیم . این موضوع زمینه های مطالعاتی جدیدی را در حوزه اسپینترونیک به روی ما باز می کند. اسپینترونیک ، الکترونیک نوین است که در آن بر خلاف الکترونیک سنتی که فاکتور کلیدی بار الکترون بود ، اسپین الکترون به عنوان فاکتور کلیدی می باشد . فرایندهای انتقال بار در زندگی (فتوسنتز ) تولید انرژی ( سلول های نوری ) و به طور کلی در فتو شیمی و الکترو شیمی بسیار حیاتی می باشند.

 

منبع : فضاي نانو

" حالت گذار به درستي يعني چه ؟ "

امروزه در استعمال لغات و کلمات و به کار گيري آنها ، به حکم ضرورت بايستي از شيوه اي يکنواخت و همگاني ، حتي فراتر از آنچه در علم مرسوم است استفاده شود .

فيلسوف بزرگ جان استوآرت ميل1 در اين باره در يکي از آثار خود به نام " سيستمي از منطق و برهان " به نکته بسيار جالبي اشاره کرده و چنين مي نويسد :

" هر گونه فکر و انديشه بنيادي خواه در باره موضوعات عقلي و رواني و خواه اجتماعي ، تنها موقعي مي تواند به درستي در اذهان جاي گرفته و مورد پذيرش واقع شود و يا اهميت ويژه ي آن بر خاطره ها و حتي خاطره انشا کننده آن آشکار شود که آن انديشه و فکر ، به شايستگي تمام در قالب جملاتي برگزيده و کلماتي دقيق استقرار يابد و سپس به گونه اي شيوا ارائه شود . "

پيداست که دانشمندان موقعي مي توانند از نظريات هم به طور موثر آگاه شوند و ارتباط علمي دقيق با يکديگر برقرار کنند که در استعمال لغات و زبان علمي با هم توافق داشته باشند ، علاوه بر آن ، همانطور که باور همه ما معلمان و اساتيد است براي آنکه بتوانيم افکارمان را به روشني توضيح دهيم ناگزيريم که از زبان به درستي و دقت استفاده کنيم . کاربرد نا دقيق کلمات ، الزاما از تفکر غير دقيق حکايت خواهد داشت . پيداست ، در موقعي که در قضيه يادگيري و فهم و ادراک مطالب مشکلي در کار آيد ، يادگيري مفاهيم علمي بسي دشوار تر خواهد شد .

در مطالعه و بررسي واکنش هاي شيميايي ، به ويژه در ارتباط با سرعت آنها ، مجبوريم عبارت هايي را در توصيف گونه هاي واسطه اي2 مختلف که در جريان تغيير شيميايي مورد نظر تشکيل مي شوند ، به کار بريم . متاسفانه نويسندگان مختلف اصطلاحات و واِژه ها را در معنا ي متفاوت به کار مي برند که سبب گيجي و سر در گمي مي شود .

امروزه تعاريف معيني از طرف اکثر افرادي که به مفاهيم سينتيک توجه دقيق دارند ، به کار مي رود . اميد است ، کاربرد اين تعاريف به منظور دوري از سر در گمي بيشتر ، جنبه همگاني و جهاني پيدا نمايد .

تشخيص تفاوت ميان يک واکنش بنيادي3 که طي يک مرحله صورت مي گيرد و يک واکنش غير بنيادي4 که در عمل پيچيده بوده و بيش از يک مرحله بنيادي دارا مي باشد ، بسيار مهم است . در برخي اوقات ، شواهد تجربي نشان مي دهد که يک واکنش بايستي بيش از يک مرحله دارا باشد . براي مثال ، ممکن است که رابطه سرعت واکنش با معادله استوکيو متري5 واکنش مطابقت نداشته باشد و يا واسطه هايي در محيط واکنش با معادله استوکيومتري واکنش مطابقت نداشته باشد و يا واسطه هايي در محيط واکنش شناسايي شوند که از آن حکايت کنند که بايستي بيش از يک واکنش بنيادي صورت گرفته باشد . هر گاه شواهدي مانند بالا در کار نباشد به طور تجربي مي توان نتيجه گرفت که واکنش بنيادي است . اما همواره بايد در نظر داشت که واکنش و مکانيسم آن پيچيده و غير بنيادي است .

تعاريف پيشنهاد شده

نخست برخي تعريف هاي پيشنهاد شده را که بعدا آنها را به تفصيل مورد بحث قرار خواهيم داد به اختصار شرح مي دهيم .

حالت گذار6 يا کمپلکس فعال شده7 : ( اين دو اصطلاح که در حال حاضر به طور هم ارز يا مترادف به کار مي روند ، بايستي فقط در مورد يک واکنش بنيادي به کار رود . )

گونه اي8 با آنچنان تعريف و ويژگي است که با منطقه اي بسيار کوچک در نزديکي گردنه يا نقطه زيني9 . در يک سطح انرِژي پتانسيل10 مطابقت دارد .

گونه گذار 11: هر نوع گونه واسطه اي که در يک واکنش بنيادي مطرح مي شود . يک کمپلکس فعال شده ( حالت گذار ) به عنوان نمونه اي از يک گونه گذار است . البته اين اصطلاح اخير در مورد ديگر انواع گونه هاي واسطه اي که بعدا مورد بحث قرار خواهند گرفت نيز به کار مي روند ( شکل 1 را ملاحظه کنيد ) .

دو عبارت فوق فقط براي واکنش بنيادي به کار مي رود ، حال آنکه عبارت هاي زير به واکنش هاي غير بنيادي يا چند مرحله اي اختصاص دارد .

واسطه زودگذر12 : يک جسم واسطه با عمر کوتاه که درواکنش هاي چند مرحله اي تشکيل مي شود . اين واسطه در حالي که محصول يک واکنش بنيادي است به عنوان واکنش دهنده واکنش بنيادي بعدي خواهد بود .

واسطه راديکالي آزاد 13: يک واسطه زودگذر که به صورت راديکال آزاد است . براي مثال ، گونه اي که يک يا بيش از يک الکترون جفت نشده داراست . يک اتم نوع خاصي از راديکال آزاد است .

واسطه با انرِژي بالا14 : يک واسطه زودگذر با انرِژي بالا ، مثال آن يک اتم يا راديکال است که الزامي در بر انگيخته بودن آن نمي باشد . و يا ملکولي که به نحوي بر انگيخته شده است براي مثال ، از لحاظ الکتروني ، ارتعاشي ، چرخشي يا انتقالي . اين اصطلاح داراي معناي دقيق و روشني نيست و ممکن است براي هر واسطه اي که طي يک فرايند گرماگير ، از واکنش دهنده هاي مربوط حاصل مي شود ، به کار رود .

کمپلکس هاي فعال شده يا حالت هاي گذار

نظريه حالت گذار فقط در مورد واکنش هاي بنيادي به کار مي رود و در آن به جز يا گونه اي که نظير گردنه يا نقطه زيني در سطح انرِژي پتانسيل است ، دقت زيادي معطوف مي شود . يک سطح انرِژي پتانسيل ( يا فوق سطح ) از راه رسم تغييرات انرِژي نسبت به پارامتر هاي مناسبي نظير فاصله هاي بين اتمي ، حاصل مي شود . ميدان انجام يک واکنش شامل حرکت بر روي يک سطح انرِژي پتانسيل مي باشد . در شکل 1 يک نمودار انرِژي پتانسيل که به عنوان برشي از مسير واکنش مي باشد ، نشان داده شده است . براي شناسايي دقيق کمپلکس فعال شده يا حالت گذار ، بايستي نخست منطقه بسيار کوچکي را در حوالي ماکسيمم نمودار شکل 1 که نظير گردنه يا نقطه زيني در سطح انرِژي پتانسيل است ، در نظر گرفت . اينک مي توان گفت که فقط آن اجزا يا گونه هايي که در منطقه بسيار کوچک ياد شده امکان وجود پيدا مي کنند به عنوان کمپلکس فعال شده يا حالت کذار به حساب مي آيند .

مقاله با ارزش ايرينگ15 در 1935 داراي عنوان : کمپلکس فعال شده در واکنش هاي شيميايي " بود ، (3)  و به دنبال آن خيلي زود اصطلاح " کمپلکس فعال شده " در همه جا مرسوم گشت . چند ماهي بعد ، دو دانشمند به نام هاي اوانس16 و پولاني17 مقاله اي تحت عنوان " برخي کاربردهاي روش حالت گذار در محاسبه سرعت واکنش ها ، به ويژه در محلول ها " کاملا مستقل از کارهاي ايرينگ انتشار دادند ، (4) . نظريات اين دو دانشمند در مقاله اخير درست شبيه نظريات بيان شده در مقاله ايرينگ مي باشد ، هر چند که معادله اصلي سرعت در آن به روشني بيان نشده است و هدف اصلي مقاله مذکور مطالعه اثر فشار بر روي سرعت واکنش ها در محلول بوده است . در آن مقاله ، اصطلاح حالت گذار براي دو منظور به کار رفته است . در قسمت اول مقاله ، اصطلاح مذکور در معناي ترموديناميکي اش به کار رفته و در آن يک واکنش را شامل گذشتن از حالت اوليه از طريق حالت گذار و رسيدن به حالت نهايي در نظر گرفته شده است . در قسمت هاي بعدي مقاله ، اصطلاح گذار يا واسطه در برخي اوقات براي معرفي خود گونه ها به کار رفته است . براي مثال ، در آن مرجعي است درباره " نيرو هاي بين حالت گذار و حلال " . سينيتيک دانان در طي سال هاي متمادي دو اصطلاح " حالت گذار " و " کمپلکس فعال شده " را به طور مترادف به کار برده اند و گاه اولي را بر دومي ترجيح داده اند . براي پرهيز از هر گونه ابهام بايستي به موارد کاربردي نظير آن توجه شود . متاسفانه برخي از محققين ، اصطلاح حالت گذار را براي هر نوع گونه واسطه اي در واکنش ، حتي آنهايي که تا حدودي پايدار اند و در واکنش هاي چند مرحله اي شرکت دارند به کار برده اند .

گونه هاي گذار

از آنجا که کمپلکس هاي فعال شده ( حالت هاي گذار ) در محدوده بسيار بسيار کوچکي از آرايش هاي اتمي شکل مي گيرند ، غلظت هاي آنها بسيار نا چيز و اندک بوده و شناسايي آنها به طور تجربي امکان پذير نمي باشد . در جريان سال هاي اخير ، به کمک برخي شواهد تجربي معلوم شده است که برخي گونه هاي واسطه اي در واکنش هاي بنيادي تشکيل مي شود . در اينجا لازم است به تفاوت ميان اين گونه ها که محدوده وسيعي از آرايش هاي اتمي را به خود اختصاص مي دهند و کمپلکس هاي فعال يا حالت هاي گذار به دقت توجه شود و سفارش شده است که به آنها گونه هاي واسطه اي گفته شود . (5)

اصطلاح گونه واسطه اي اولين بار توسط پولاني و همکارانش (6) براي واکنش زير به کار رفته است:

F + Na₂ à F … Na … Na à NaF + Na^*

اتم Na^*  از لحاظ الکتروني در حالت بر انگيخته قرار دارد و نور زرد  D را از خود تابش مي کند . تابش بال مانند نيز در هر دو سوي خط مشاهده شده که آن را به گونه واسطه اي F … Na … Na  نسبت داده اند .

تحقيقات بعدي نيز نتايج مشابهي را براي واکنش هاي ديگر به همراه داشته اند . شکي نيست که در آينده نيز پيشرفت هاي مهم بيشتري در اين زمينه حاصل خواهد شد .

واکنش هاي واسطه در واکنش هاي غير بنيادي

در موقعي که واکنشي شامل چند مرحله باشد ، در آن واسطه هاي معيني که ممکن است متنوع نيز باشند تشکيل مي شود . آنها در برخي اوقات اجسام نسبتا پايداري هستند که در واکنش ديگري شرکت مي کنند . براي مثال در واکنش ميان هيدروِژن و اکسيد نيتريک در فاز گازي ، ممکن است که اکسيد نيترو به عنوان يک واسطه ظاهر گردد . واکنش مذکور شايد دست کم در يک قسمت شامل دو مرحله زير باشد :

2NO + H₂ à N₂O + H₂O

N₂O + H₂ à H₂O + N₂

در مرحله اول ، امکان تشکيل پر اکسيد هيدروِژن نيز مي باشد :

2NO + H₂ à N₂ + H₂O₂

به دنبال آن واکنش با هيدروِژن پيش مي آيد :

H₂O₂ + H₂ à 2H₂O

مي توان اکسيد نيترو و پر اکسيد هيدروِژن را به عنوان واسطه هاي واکنش يا واسطه هاي گذار در نظر گرفت ؛ اما بايستي از به کار بردن اصطلاح حالت گذار يا گونه هاي گذار در مورد آنها اکيدا خودداري کرد .

برخي اوقات واسطه هايي را که در واکنش هاي چند مرحله اي شرکت دارند ، اجسام بسيار نا پايدار تري مي باشند با آنکه آنها داراي وجود مستقلي هستند ، اما بسيار واکنش پذير اند و از همين نظر نيم عمرشان کسر کوچکي از ثانيه بيش نيست . مي توان اين گونه واسطه هاي بسيار کم عمر راه به عنوان واسطه هاي بسيار پر انرِژي در نظر گرفت . که داراي انواع مختلفي نيز مي باشند . براي مثال در واکنش فتو شيميايي ميان هيدروِژن و کلر که اولين بار توسط نرنست18 (7) مطالعه شده است مراحل زير شرکت دارند :

Cl₂ + hv à 2Cl

Cl + H₂ à HCl + H

H + Cl₂ à HCl + Cl

اتمهاي H و Cl حتما اگر از لحاظ الکتروني بر انگيخته هم نباشند ، در رديف واسطه هاي با انرِژي بالا مي باشند . پيش از کارهاي نرنست پژوهنده ديگري به نام بودنشتاين19 (8) پيشنهاد داده بود که مرحله اول شامل يونيزاسيون و مولکول Cl₂ و تبديل آن به Cl₂⁺ است . وي بعد ها اظهار نظر مي کند که در گام نخست مولکول بر انگيخته ⁰Cl₂  تشکيل مي شود . امروزه معلوم شده است که در واکنش فتو شيميايي ميان Cl₂  و H₂ که به کمک تابش هاي مرئي صورت مي گيرد گونه هايي نظير Cl₂⁺ و يا Cl₂ تشکيل نمي گردد . البته آنها در موقعي که واکنش به توسط تابش هاي الکترو مغناطيس با فرکانس هاي بالا نظير اشعه X و يا γ يا تابش ذرات پر انرِژي ديگر انجام مي شود ، به وجود مي آيند .

 اصطلاح واسطه داراي انرِژي بالا ( پر انرِژي ) چندان دقيق نيست و در کاربرد آن بايستي دقت شود . اتم ها و راديکال هاي آزاد حتي اگر به هيچ صورت هم بر انگيخته نباشند به عنوان واسطه هاي پر انرِژي محسوب مي شوند . بر عکس ، مولکول هاي پايدار ، وقتي به عنوان واسطه هاي پر انرِژي محسوب مي شوند . بر عکس ، مولکول هاي پايدار ، وقتي به عنوان واسطه هاي پر انرِژي به حساب مي آيند که در حالت بر انگيخته بوده و از آنجا داراي مقدار قابل توجهي انرِژي اضافي باشند . مساله در مورد واسطه هاي ديگر چندان روشن نيست . در صورتيکه يک واسطه مورد نظر در جريان يک واکنش گرماگير حاصل شود ، ممکن است بتوان آن را به عنوان يک واسطه پر انرِژي به حساب آورد ؛ در غير اين صورت بايستي فقط از آن به عنوان يک واسطه ياد کرد .

کمپلکس هاي آنزيم – سوبسترا در برخي مواقع با جذب گرما تشکيل مي شوند. در اين صورت مي توان آنها را در رديف واسطه هاي پر انرِژي محسوب نمود.

در واکنش هاي شيمي آلي در برخي اوقات شواهدي در مورد تشکيل واسطه هايي که با توزيع بارهاي الکتريکي همراه اند، موجود باشد . به کار بردن اصطلاح گذار از ديد مورد اشاره در اين مقاله ، براي آنها اشتباه آميز است . براي آنها مي توان از اصطلاح واسطه قطبي کمک گرفت .

يد دار کردن استون به کمک کاتاليزور اسيدي نمونه هايي از واسطه هاي شرکت کننده در يک واکنش آلي را معرفي مي کند . فرايند اساسي شامل تبديل شکل ستوني به انولي که به سرعت يد دار مي شود ، مي باشد و تصور مي شود که در اولين مرحله يک پروتون از اسيد HA به ستون منتقل مي شود :

گونه پروتون دار شده ، از اين نظر که فرايند تشکيل آن گرماگير است يک واسطه با انرِژي نسبتا بالا به حساب مي آيد و البته نبايستي به آن حالت گذار گفته شود . در مرحله دوم گونه پروتون دار شده ، يکي از پروتون هاي ديگر خود را به بازي مانند B ( مثلا آب ) که در محيط موجود است مي دهد و در پي آن شکل انولي حاصل مي شود .

اين شکل انولي به عنوان واسطه ديگري است . انرِژي آن از شکل ستوني بالاتر است و مي توان آن را نيز به عنوان يک واسطه پر انرِژي در نظر گرفت .

دياگرامي مانند دياگرام شکل 2 که صرفا طرح انجام و مسير واکنش را نشان مي دهد ، کمپلکس هاي فعال شده و واسطه هايي را که در فرايند يد دار شدن استون شرکت دارند معرفي مي کند .

پانوشت ها :

1- John Stuart Mill
2- Intermediate species
3- elementary reaction
4- composite ( complex or stepwise)
5- stoichiometry equation
6- transition states
7- activated complexes
8- species
9- saddle point
10- potential energy surface
11- transition species
12- transient intermediate
13- free radical intermediate
14- high-energy intermediate
15- Eyring
16- Evans
17- Polanyi
18- Nernst
19- Bodenstein

مراجع:

1- Gold . V. Pure Appi . chem. . 1933 , 51 . 1231 – 1371 .
2- Laipler , K . J . Pure appl . Chem . 1981 , 53 . 753 – 771
3- Eyring , H , J , Chem . Phys . 1935 . 3 . 107 – 115 .
4- E. V . ans , M , G  : Polanyi . M . Trans . Faraday soc . 1935 , 31 , 875 – 694 .
5- Laidler , K .J . Chemical Kinetics , 3 rd ed . : Harper & Row : New Yourk , 1987 .
6- Arrowsmith , R . : Bartcszak , F , E . : Bly , S . H . P : Carrington , T . : Chaners , P , E . : Peladyl J. C . J . Ch , Phys . 1930 , 73 , 5895 – 5897 . & several later papers .
7- Nernst . W . Z . Elektrochem . 1918 , 24 , 335 – 359 .
8- Bodenstein , M , Z . Physik . Chem . 1913 , 85 , 323 – 397 .

شیشه های خود تمیز شونده

نام تجاری محصول:Pilkington Active self-cleaning glass

نام شرکت سازنده:Pilkington

محل کارخانه:شهر اوتاوای آمریکا

قیمت محصول:20 % بیشتر از شیشه های معمولی

ضخامت شیشه: از5.2mm تا 6mm

ابعاد شیشه:تا 33300mm *5180mm

زمان لازم برای شروع فعالیت خود تمیز کنندگی: تقریبا پس از 3 روز قرار گرفتن در معرض نور خورشید

عمر خاصیت خود تمیز شوندگی شیشه: حداقل 10 سال

روش تولید:CVD

زمان اولین تولید محصول: سال 2001 تولید آزمایشی و سال 2003 تولید کامل

محل کاربرد: برج ها و آپارتمان ها و هر محلی که شیشه در معرض نور خورشید باشد

خواص خود تمیز کنندگی : هم فوتوکاتالیستی و هم آبدوستی

آشنایی با مکانیزم علمی شیشه های خود تمیز شونده

1) خاصیت فوتوکاتالیسی در شیشه خود تمیز شونده

لایه های متشکل از نانوکریستال های دی اکسید تیتانیوم در فاز آناتاس با پرتو فرابنفش تحریک شده و باعث می شود الکترون اتم های سطحی با جذب فوتون بر انگیخته شده از لایه ظرفیت به لایه هدایت منتقل شوند. در این حالت زوج الکترون -حفره در سطح نانو ذرات ماده دی اکسید تیتانیوم بوجود می آید. مولکول های اکسیژن هوا در برخورد با سطح این الکترون ها را می ربایند. در این حالت با سطح ماده بسیار فعال می شود ، بطوریکه می تواند آب را نیز اکسید کند. به این دلیل این ماده در برخورد با مولکول های آلوده کننده که عموما مولکول های آلی کربنی هستند می توانند آنها را اکسید کرده ، به دی اکسید کربن ، آب و غیره تبدیل کند.

2) خاصیت فوق آبدوستی در شیشه های خود تمیز شونده 

از یک دیدگاه مواد به دو دسته آبدوست و آبگریز تقسیم می شوند. مواد آبدوست معمولا دارای پیوندهای قطبی بوده و می توانند در تماس با مولکول  آب آن را جذب کنند. اما مواد آبگریز بر خلاف دسته قبل دارای پیوند های غیر قطبی هستند. اتم های این  مواد از طریق نیروی واندروالس یکدیگر را جذب می نمایند و می توانند با مولکول های آلی پیوند خوبی برقرار کنند، اما با آب و مواد قطبی پیوند برقرار نکرده و آب از سطح آن دور می شود .

دی اکسید تیتانیوم ماده ایست که می تواند در شرایطی حالت آبدوستی را در خود تشدید کند. چنانچه سطح این ماده با نور فرابنفش تحریک شود با فرایندی که در بخش قبل توضیح داده شد ، در مجاورت آب پیوند های  اکسیژن این ماده شکسته شده و به پیوند هیدروکسیل تبدیل می شود . بنا براین هر اتم تیتانیوم روی سطح دارای دو گروه  هیدروکسیل بوده و می تواند مولکول های آب را با پیوند هیدروژنی جذب نماید از این رو سطح این ماده خاصیت فوق آبدوستی به خود می گیرد . شیشه های خود تمیز شونده در برخورد نور ماورای بنفش فعال شده و با تجزیه مواد آلی یا ایجاد باندهای ضعیف بین سطح و مواد  آلاینده به راحتی تمیز می شوند.